JPS6157579B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6157579B2 JPS6157579B2 JP57067214A JP6721482A JPS6157579B2 JP S6157579 B2 JPS6157579 B2 JP S6157579B2 JP 57067214 A JP57067214 A JP 57067214A JP 6721482 A JP6721482 A JP 6721482A JP S6157579 B2 JPS6157579 B2 JP S6157579B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating disk
- light
- reflecting
- rotational speed
- photoelectric conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/486—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はキヤプスタン等の回転速度を検出する
回転速度検出装置に関する。
回転速度検出装置に関する。
従来、回転速度検出装置としては第１図に示さ
れているようなものがあつた。第１図Ａで、１は
回転軸、２は回転円板で、その片面の外縁に放射
状に扇状の多数の反射部３と吸収部４とを一定間
隔で配置し、回転軸１を中心として回転してい
る。５は投光用の発光素子で、半導体レーザー等
が用いられ、その光はレンズ６によつて円形のス
ポツト光とされ回転円板２の外縁に集光される。
このスポツト光が反射部３に位置した時に、反射
され光電変換素子７に入射する。この光電変換素
子７に入射した光を光電変換して信号処理するこ
とにより回転速度を検出する。なお、反射部３及
び吸収部４は回転円板２の回転中心からＲの距離
に位置している。第１図Ｂにおいて、反射部３及
び吸収部４は等間隔のピツチで回転円板２の外縁
に配置され、この上に円形のスポツト８が集光さ
れている。第１図Ｃは第１図Ｂをさらに拡大した
図面で、３は反射部、４は吸収部、８は円形のス
ポツト光で、このスポツト光８は部分的に反射部
３及び吸収部４にかかつている。このスポツト光
８の外周と反射部３の外周と交わる一点をO2と
しスポツト光８の中心点をO1とし、中心点O1か
ら反射部３の外周に下した垂線の足をO3とする
と、∠O2O1O3＝θ、スポツト光８の半径をｒと
し、1 3＝ 反射部３及び吸収部の幅を2r、
そのピツチ＝4r、スポツト光８が反射部３の領域
に入つている部分の面積をSrとすれば Sr＝r2cos-1／ｒ−√2−２ …(1) となる。ここで、ｒ＝１とすれば、(1)式より Sr＝cos-1−√１−２ …(2) となる。(2)式をグラフにすると第３図の点線の如
くなり、スポツト光８を反射部３、吸収部４が交
互に横切つていくとSrは正弦波状に増加減少を
くり返す。今、ここで反射部３によつて反射され
た光の強度は面積Srに比例するものとし、光電
変換素子７による光電変換が直線的なものなら
ば、光電変換素子７からの信号も、正弦波状の波
形となる。この正弦波状の信号を矩形波にするに
は信号処理回路が複雑になる。かといつて、スラ
イスレベルを決めて位相を検出しても回転円板２
の面ブレや回転軸１の芯ブレの影響等により正弦
波状の信号の振幅がたえず変化し、その毎にスラ
イスレベルにより位相検出した結果は、速度に関
係なく、位相の変化が出てしまう欠点があつた。
れているようなものがあつた。第１図Ａで、１は
回転軸、２は回転円板で、その片面の外縁に放射
状に扇状の多数の反射部３と吸収部４とを一定間
隔で配置し、回転軸１を中心として回転してい
る。５は投光用の発光素子で、半導体レーザー等
が用いられ、その光はレンズ６によつて円形のス
ポツト光とされ回転円板２の外縁に集光される。
このスポツト光が反射部３に位置した時に、反射
され光電変換素子７に入射する。この光電変換素
子７に入射した光を光電変換して信号処理するこ
とにより回転速度を検出する。なお、反射部３及
び吸収部４は回転円板２の回転中心からＲの距離
に位置している。第１図Ｂにおいて、反射部３及
び吸収部４は等間隔のピツチで回転円板２の外縁
に配置され、この上に円形のスポツト８が集光さ
れている。第１図Ｃは第１図Ｂをさらに拡大した
図面で、３は反射部、４は吸収部、８は円形のス
ポツト光で、このスポツト光８は部分的に反射部
３及び吸収部４にかかつている。このスポツト光
８の外周と反射部３の外周と交わる一点をO2と
しスポツト光８の中心点をO1とし、中心点O1か
ら反射部３の外周に下した垂線の足をO3とする
と、∠O2O1O3＝θ、スポツト光８の半径をｒと
し、1 3＝ 反射部３及び吸収部の幅を2r、
そのピツチ＝4r、スポツト光８が反射部３の領域
に入つている部分の面積をSrとすれば Sr＝r2cos-1／ｒ−√2−２ …(1) となる。ここで、ｒ＝１とすれば、(1)式より Sr＝cos-1−√１−２ …(2) となる。(2)式をグラフにすると第３図の点線の如
くなり、スポツト光８を反射部３、吸収部４が交
互に横切つていくとSrは正弦波状に増加減少を
くり返す。今、ここで反射部３によつて反射され
た光の強度は面積Srに比例するものとし、光電
変換素子７による光電変換が直線的なものなら
ば、光電変換素子７からの信号も、正弦波状の波
形となる。この正弦波状の信号を矩形波にするに
は信号処理回路が複雑になる。かといつて、スラ
イスレベルを決めて位相を検出しても回転円板２
の面ブレや回転軸１の芯ブレの影響等により正弦
波状の信号の振幅がたえず変化し、その毎にスラ
イスレベルにより位相検出した結果は、速度に関
係なく、位相の変化が出てしまう欠点があつた。
本発明は上記の点に鑑み、上記欠点を解消する
ためになされたもので、回転円板の反射部、吸収
部の形状にスポツト光の形状を近似させることに
より、回転速度を精度高く検出できる回転速度検
出装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、回転円板の反射部、吸収
部の形状にスポツト光の形状を近似させることに
より、回転速度を精度高く検出できる回転速度検
出装置を提供することを目的とする。
以下、本発明の一実施例を図面に従つて詳細に
説明する。第２図は本発明の回転速度検出装置の
スポツト等の部分の一実施例を示し、スポツト光
の形状以外は第１図Ａとまつたく同じ装置であ
る。ここで、反射部３及び吸収部４の幅を各々2r
とし、それらのピツチを4rとする。回転円板２の
中心から反射部３迄の距離Ｒは、Ｒ≫ｒであるの
で、反射部３及び吸収部４の形状は、ここでは近
似的に矩形として考えて良い。８′は本発明にか
かわるスポツト光で、反射部３及び吸収部４の形
状に似た矩形とする。この矩形のスポツト光８′
は幅2r、長さＬの寸法を有し、その中心点をO′1
とし、O′1から反射部３の外周に下した垂線の足
をO′3とし、′1′3＝とする。この矩形のスポ
ツト光８′を作る装置としては、この矩形と相似
形のスリツトを投光用発光素子と回転円板２との
間に介在させる装置が考えられる。このようにし
てできた矩形のスポツト光８′が反射部３の領域
に入つている部分の面積をSLとすれば SL＝Ｌ（ｒ−） …(3) ここで、ｒ＝１，Ｌ＝1/2とすれば、 SL＝１／２（１−） …(4) となり、(4)式をグラフにすると第３図の一点鎖線
の如くなる。〔Srと同じ〕 ここで、反射部３によつて反射された光の強度
は面積SLに比例するものとし、この反射光をう
ける光電変換素子による光電変換が直線的なもの
ならば、光電変換素子からの信号は三角波とな
る。
説明する。第２図は本発明の回転速度検出装置の
スポツト等の部分の一実施例を示し、スポツト光
の形状以外は第１図Ａとまつたく同じ装置であ
る。ここで、反射部３及び吸収部４の幅を各々2r
とし、それらのピツチを4rとする。回転円板２の
中心から反射部３迄の距離Ｒは、Ｒ≫ｒであるの
で、反射部３及び吸収部４の形状は、ここでは近
似的に矩形として考えて良い。８′は本発明にか
かわるスポツト光で、反射部３及び吸収部４の形
状に似た矩形とする。この矩形のスポツト光８′
は幅2r、長さＬの寸法を有し、その中心点をO′1
とし、O′1から反射部３の外周に下した垂線の足
をO′3とし、′1′3＝とする。この矩形のスポ
ツト光８′を作る装置としては、この矩形と相似
形のスリツトを投光用発光素子と回転円板２との
間に介在させる装置が考えられる。このようにし
てできた矩形のスポツト光８′が反射部３の領域
に入つている部分の面積をSLとすれば SL＝Ｌ（ｒ−） …(3) ここで、ｒ＝１，Ｌ＝1/2とすれば、 SL＝１／２（１−） …(4) となり、(4)式をグラフにすると第３図の一点鎖線
の如くなる。〔Srと同じ〕 ここで、反射部３によつて反射された光の強度
は面積SLに比例するものとし、この反射光をう
ける光電変換素子による光電変換が直線的なもの
ならば、光電変換素子からの信号は三角波とな
る。
第４図Ａは光電変換素子に入射した光を信号処
理する回転検出装置の信号処理回路にして、７は
前述の矩形のスポツト光の反射光を受光する光電
変換素子で、これから出力される信号波形は三角
波である。９は、この光電変換素子からの電気信
号を入力して微分する微分回路、１０はこの微分
回路９からの信号を一定レベルでスライス検出す
るスライス回路、１１はスライス回路１０で検出
された信号の位相を検出する位相検出回路で、こ
れによつて位相ずれがないかどうか、即ち定めら
れた回転速度に対し、回転円板２の回転速度の変
化があるかどうかを検出して出力する。第４図Ｂ
の信号波形は微分回路９の出力信号とスライス回
路１０のスライスレベルＳ・Ｌとの関係や、位相
検出点の関係が示されている。この時には回転円
板の回転速度は一定値とする。
理する回転検出装置の信号処理回路にして、７は
前述の矩形のスポツト光の反射光を受光する光電
変換素子で、これから出力される信号波形は三角
波である。９は、この光電変換素子からの電気信
号を入力して微分する微分回路、１０はこの微分
回路９からの信号を一定レベルでスライス検出す
るスライス回路、１１はスライス回路１０で検出
された信号の位相を検出する位相検出回路で、こ
れによつて位相ずれがないかどうか、即ち定めら
れた回転速度に対し、回転円板２の回転速度の変
化があるかどうかを検出して出力する。第４図Ｂ
の信号波形は微分回路９の出力信号とスライス回
路１０のスライスレベルＳ・Ｌとの関係や、位相
検出点の関係が示されている。この時には回転円
板の回転速度は一定値とする。
光電変換素子７に前述の矩形のスポツト光８′
の反射光が入射し、この入射光を光電変換素子７
によつて光電変換すると三角波の信号が出力され
る。この三角波の信号を微分回路９にて微分する
と第４図Ｂに示したような矩形波となる。ここ
で、正常な矩形波の振幅をＤとすると、前述のよ
うな回転円板２の面ブレや回転軸の芯ブレにより
振幅が変化する。この振幅の変化は、矩形波にお
いては時間とは、ほとんど関係なくなるので、ス
ライス回路１０によりスライスレベルＳ・Ｌでス
ライスレベル点を検出しても振幅の変化による影
響をうけない。またスライス回路１０のスライス
レベルＳ・Ｌが多少変動しても、矩形波の立上
り、立下りの所でスライスレベル点をとつている
ので位相ずれはない。従つて、スライス回路１０
でスライスレベル点をとつて、サンプリングした
位相検出回路１１にて位相検出しても、位相のズ
レは生じなく回転円板２の回転速度が一定であれ
ば半周期Ｔで正しく位相を検出でき回転速度が一
定であることを検出できる。
の反射光が入射し、この入射光を光電変換素子７
によつて光電変換すると三角波の信号が出力され
る。この三角波の信号を微分回路９にて微分する
と第４図Ｂに示したような矩形波となる。ここ
で、正常な矩形波の振幅をＤとすると、前述のよ
うな回転円板２の面ブレや回転軸の芯ブレにより
振幅が変化する。この振幅の変化は、矩形波にお
いては時間とは、ほとんど関係なくなるので、ス
ライス回路１０によりスライスレベルＳ・Ｌでス
ライスレベル点を検出しても振幅の変化による影
響をうけない。またスライス回路１０のスライス
レベルＳ・Ｌが多少変動しても、矩形波の立上
り、立下りの所でスライスレベル点をとつている
ので位相ずれはない。従つて、スライス回路１０
でスライスレベル点をとつて、サンプリングした
位相検出回路１１にて位相検出しても、位相のズ
レは生じなく回転円板２の回転速度が一定であれ
ば半周期Ｔで正しく位相を検出でき回転速度が一
定であることを検出できる。
本発明はこれに限定されるものではなく、実施
例でＲ≫ｒの時、反射部を矩形に近似させたが、
矩形に近似できない時には、反射部は扇形とな
り、この扇形にスポツト光の形状も似せることに
より前述と同様な構成、動作をうけることができ
る。また、矩形のスポツト光の回転円板の中心方
向への幅Ｌ（実際にはスポツト光及び反射部が扇
形の場合、ＬはＲに近い値迄とれる）を大きくと
れるので、その反射部でのスポツト光の反射光の
面積を大きくとれ、故にこの反射光を光電変換素
子で検出した場合、この検出電圧が大きくとれ
る。
例でＲ≫ｒの時、反射部を矩形に近似させたが、
矩形に近似できない時には、反射部は扇形とな
り、この扇形にスポツト光の形状も似せることに
より前述と同様な構成、動作をうけることができ
る。また、矩形のスポツト光の回転円板の中心方
向への幅Ｌ（実際にはスポツト光及び反射部が扇
形の場合、ＬはＲに近い値迄とれる）を大きくと
れるので、その反射部でのスポツト光の反射光の
面積を大きくとれ、故にこの反射光を光電変換素
子で検出した場合、この検出電圧が大きくとれ
る。
本発明は上記せるように構成して動作させるこ
とにより、回転速度と関係のない回転軸の芯ブレ
や回転円板の面ブレの影響をうけないで回転速度
を検出でき、しかもスライスレベルの変動があつ
たとしても、この影響も回転速度検出に関係ない
ので、精度の高い回転速度検出ができる。さら
に、スポツト光を比較的、従来の円形のスポツト
光の面積より大きくとれるので、光電変換素子に
よる検出電圧も大きくとれ、外光等のノイズの影
響を軽減できる効果を有するものである。
とにより、回転速度と関係のない回転軸の芯ブレ
や回転円板の面ブレの影響をうけないで回転速度
を検出でき、しかもスライスレベルの変動があつ
たとしても、この影響も回転速度検出に関係ない
ので、精度の高い回転速度検出ができる。さら
に、スポツト光を比較的、従来の円形のスポツト
光の面積より大きくとれるので、光電変換素子に
よる検出電圧も大きくとれ、外光等のノイズの影
響を軽減できる効果を有するものである。
第１図は、従来の回転速度検出装置、第２図は
本発明の要部をなす反射部とスポツト光との関係
を示す拡大図、第３図は、スポツト光が反射部に
位置する面積の変化を示す線図、第４図Ａは本発
明に適用する信号処理回路の一実施例のブロツク
図、第４図Ｂは第４図Ａのブロツク図の信号の関
係を示す信号波形図である。 １；回転軸、２；回転円板、３；反射部、４；
吸収部、５；投光用発光素子、７；光電変換素
子、８′；矩形のスポツト光、９；微分回路、１
０；スライス回路、１１；位相検出回路。
本発明の要部をなす反射部とスポツト光との関係
を示す拡大図、第３図は、スポツト光が反射部に
位置する面積の変化を示す線図、第４図Ａは本発
明に適用する信号処理回路の一実施例のブロツク
図、第４図Ｂは第４図Ａのブロツク図の信号の関
係を示す信号波形図である。 １；回転軸、２；回転円板、３；反射部、４；
吸収部、５；投光用発光素子、７；光電変換素
子、８′；矩形のスポツト光、９；微分回路、１
０；スライス回路、１１；位相検出回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転円板の外縁部に一定間隔で放射状に、光
を反射する面で形成された反射部と光を吸収する
面で形成された吸収部とが多数個配置されて、回
転中の回転円板の反射部や吸収部にスポツト光を
あて反射部で反射された光を光電変換素子で受光
し、光電変換された信号を処理することにより回
転円板の回転速度を検出する回転速度検出装置に
おいて、 反射部の反射面と相似の形状を有し、光源と回
転円板の反射部との間の光路に介在してスポツト
光を通過させるスリツトと、 光電変換素子から出力された三角波信号を微分
する微分回路と、微分回路から出力された矩形波
信号の位相を検出する位相検出手段とからなる信
号処理回路を有することを特徴とする回転速度検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6721482A JPS58184549A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 回転速度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6721482A JPS58184549A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 回転速度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58184549A JPS58184549A (ja) | 1983-10-28 |
| JPS6157579B2 true JPS6157579B2 (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=13338429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6721482A Granted JPS58184549A (ja) | 1982-04-23 | 1982-04-23 | 回転速度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58184549A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7385178B2 (en) * | 2005-10-26 | 2008-06-10 | Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd | Reflective encoders with various emitter-detector configurations |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5179378A (ja) * | 1975-01-06 | 1976-07-10 | Hitachi Ltd | Hikarishikitakomeeta |
| JPS5699474U (ja) * | 1979-12-28 | 1981-08-05 |
-
1982
- 1982-04-23 JP JP6721482A patent/JPS58184549A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58184549A (ja) | 1983-10-28 |
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