JP2006071634A - 回転角を正確に測定する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸(a)の周りの回転角(w)を正確に計測する方法において、中心(4)の周りに配置された複数パターン要素(5〜13)の少なくとも一部が、回転方向の列として配置される。光検出器(1)の直列配列された複数の検出素子(2)に、少なくとも部分的に光ビームが放射される。パターン要素は回転ボディ(3)上に配置され、その回転ボディは、軸の周りに回転し、検出器に関連づけられる。照射されたパターン要素の位置(p)は、その検出器の検出素子により解像される。回転角を算出する時に、軸に対するパターン中心の偏心(e)の影響が、パターン要素の少なくとも一つの解像位置から算出される。回転角は、列として配置されたパターン要素の解像位置(p1、p2、p3)から正確に算定される。
【選択図】図1
Description
2 検出素子
3 回転ボディ(ガラス円板)
4、4’、4”、4’” パターン中心
5 パターン要素(スリット)
6 不透明バー
7 三角形
8’、8”、8’” 円弧
9 外側線
10 内側線
11、12、13 不透明同心リング
14、15、16、17 パターン要素グループ
18 不透明パターン層
19 基板
20 シャフト
21 位置解像域
22 環状パターン
23’、23”、23’” 線パターン
24 バーパターン
a 軸
e 偏心(偏心値)
s’、s’” 弦長
w、w’、w”、w’” 回転角
Claims (21)
- 光検出器(1)と回転ボディ(3)とにより回転角(w)を正確に計測する方法であって、該光検出器(1)は直列に配列された複数検出素子(2)を有し、該回転ボディ(3)はパターン中心(4)周りに回転方向の列として配置された複数パターン要素(5〜13)を有し、該回転ボディ(3)は軸(a)の周りに回転可能であり該光検出器(1)に関連づけられ、該方法は、
少なくとも幾つかの該パターン要素(5〜13)は、少なくとも部分的に該検出素子(2)上で、光ビームで照射され、
照射された該パターン要素(5〜13)の位置(p)が、該光検出器(1)の該検出素子(2)により解像され、
回転角を測定する時に、該軸(a)に対する該パターン中心(4)の偏心(e)の影響が、該パターン要素(5〜13)の少なくとも一つの解像位置(p)から算定され、
該算定された影響を考慮にいれて、該回転角(w)が、列として配置された複数パターン要素(5、6、7)の解像位置(p1、p2、p3)から正確に算定される、上記方法。 - 列として配置された複数パターン要素(5)が少なくとも二つのグループ(14〜17)に統合され、
該統合されたパターン要素(5)から少なくとも二つのグループ位置(p14〜p17)が算定され、
回転角を測定する時に、前記偏心(e)の影響が、該少なくとも二つのグループ位置(p14〜p17)から算定される、請求項1記載の方法。 - 前記少なくとも二つのグループ位置(16、17)は、該グループの間に配置されたパターン要素(5)により分けられた、請求項2記載の方法。
- 前記パターン要素の(8〜13)の少なくとも二つは、前記パターン中心(4)に対して対称に形成されて、例えば円上にあり、前記方法は、
前記少なくとも二つの照射された対称パターン要素(8〜13)の位置(p4〜p7)が解像され、
回転角を測定する時に、前記偏心(e)の影響が、前記少なくとも二つの照射された対称パターン要素(8〜13)の解像位置(p4〜p7)から算定される、請求項1〜3の何れかに記載の方法。 - 列として配置された前記複数パターン要素(7)の隣り合うパターン要素の相対する辺の線が、径方向の方に傾斜していて、前記方法は、
列として配置された前記複数パターン要素(7)の寸法、及び/又は、列として配置された前記複数パターン要素(7)間の距離が前記検出素子(2)により解像され、
回転角を測定する時に、前記偏心(e)の影響が、前記パターン要素(7)の該解像寸法又は該解像距離位置から算定される、請求項1記載の方法。 - 回転角(w)を正確に計測する装置であって、
直列に配列された複数検出素子(2)を有する光検出器(1)を具備し、
回転ボディ(3)を具備し、該回転ボディ(3)は、パターン中心(4)周りに回転方向の列として配置された複数パターン要素(5〜13)を有し、該回転ボディ(3)は軸(a)周りに回転可能であり該光検出器に関連づけられ、
少なくとも幾つかの該パターン要素(5〜13)が、少なくとも部分的に該検出素子(2)上で、光ビームにより照射され、
照射された該パターン要素(5〜13)の位置(p)が、該光検出器(1)の該検出素子(2)により解像され、
該検出素子(2)と該パターン要素(5〜13)とが互いに関連して構成・配置され、
回転角を測定する時に、該軸(a)に対するパターン中心(4)の偏心(e)の影響が、該パターン要素(5〜13)の少なくとも一つの解像位置(p)から算定され、
該算定された影響を考慮にいれて、該回転角(w)が、列として配置された複数パターン要素(5、6、7)の解像位置(p1、p2、p3)から正確に算定される、上記装置。 - 前記回転方向において列として配置された前記複数パターン要素(5)は、径方向を向いていて、略矩形スリットである、請求項6記載の装置。
- 少なくとも二つのグループ(14〜17)の照射されたパターン要素(5)により、少なくとも二つのグループ位置(p14〜p17)が算定され、該パターン要素は列として配置され、
回転角を測定する時に、前記偏心(e)の影響が、該少なくとも二つのグループ位置(p14〜p17)から算定される、請求項7記載の装置。 - 前記少なくとも二つのグループ位置(16、17)は、前記グループの間に配置されたパターン要素(5)により分けられ、該パターン要素(5)は前記検出素子上で照射されない、請求項8記載の装置。
- 列として配置された前記複数パターン要素(7)の隣り合うパターン要素の相対する辺の線が、径方向の方に傾斜していて、曲線の場合もある、請求項6記載の装置。
- 列として配置された前記パターン要素(7)が前記径方向に向いていて、前記パターン中心に向いている場合もあり、前記パターン要素は三角形又は台形である、請求項10記載の装置。
- 前記パターン要素の(8〜13)の少なくとも二つは、前記パターン中心(4)に対して対称に形成されて、例えば円上にあり、前記方法は、
前記少なくとも二つの照射された対称パターン要素(8〜13)の位置(p4〜p7)が解像され、
回転角を測定する時に、前記偏心(e)の影響が、前記少なくとも二つの照射された対称パターン要素(8〜13)の解像位置(p4〜p7)から算定される、請求項6〜11の何れかに記載の装置。 - 前記回転角が増分として又は絶対的に算定できるように、前記パターン要素(5、6、7)が構成され配置された、請求項6〜12の何れかに記載の装置。
- 前記パターン要素(5)が透明切欠により形成され、随意的に環状不透明パターン層(18)内に形成された、請求項6〜13の何れかに記載の装置。
- 前記回転ボディ(3)の光回折構造は前記パターン要素と調和した、請求項6〜13の何れかに記載の装置。
- 前記回転ボディ(3)はディスク形状であり、ガラス、金属、又はプラスチック材により形成された、請求項6〜15の何れかに記載の装置。
- 前記検出素子(2)は、単一の随意的には直線に沿って、略前記回転方向に直列に配置された、請求項6〜16の何れかに記載の装置。
- 少なくとも二つの照射されるパターン要素(8〜13)が前記パターン中心に関して対称に形成され、該パターン要素が、直列に配列された前記検出素子(2)の単一線と交叉して、弦長を形成する、請求項12記載の装置。
- 前記検出素子(2)がマトリックス行列形態に配置された請求項6〜16の何れかに記載の装置。
- 前記検出素子(2)が、少なくとも一方向において、照射される前記パターン要素(5〜13)より長く延設された、請求項6〜19の何れかに記載の装置。
- 前記光検出器(1)は一つだけ設けられた請求項6〜19の何れかに記載の装置。
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