JP3008894B2 - 回転体の位置検出装置及びその位置検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転体の回転角度
を検出する回転体の位置検出装置に関するものであり、
特に詳しくは、回転体に設けられた複数個の区画領域の
内の特定の区画領域の位置を正確に検出する為の回転体
の位置検出装置及び回転体の位置検出方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転体の回転角度或いは当該
回転体に設けられている所定の部位の位置を判断し、特
定の部位が現在何処にいるかを判断する方法に関しては
種々の方法が提案されている。例えば、特開昭６２−２
９１５１６号公報には、インクリメンタル・エンコーダ
のカウンタ回路に停電時用のバックアップバッテリーを
取り付けたものが開示されている。

【０００３】係る従来例に於ける、回転体の基準位置の
検出は、当該公報の第１図に於ける８「原点磁気目盛検
出素子」によって１回転中に１回出力される信号を用い
てカウンタのリセットを行う事によって実行されてい
る。この点は通常のインクリメンタル・エンコーダのカ
ウンタ回路と変わるところはない。

【０００４】又、特開昭６２−１０３５１４号公報に
は、インクリメンタル・エンコーダの１スリットの幅の
間にセンサを斜めに並べることで、エンコーダの分解能
を上げる技術が開示されている。この従来例に於いて
は、基準位置の検出は、第２図（ａ）２ｚ「カウンタの
起点となるｚパルス出力用のスリット」により、１回転
毎に１回出力される信号を用いてカウンタのリセットを
行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記した
従来の回転体の位置検出方法に於ける第１の問題点は、
基準位置を検出するセンサないしこの信号を処理する回
路部分が故障すると、アブソリュートな位置（角度）が
分からなくなるという欠点がある。その理由は、特定の
１ヶのセンサが１回転中の特定の１箇所の基準位置を検
出する役割をしているからである。

【０００６】更に、第２の問題点としては、回転体に於
ける特別な応用分野においては、回転体に複数の異なる
情報を与えておき、当該情報が、当該回転体の一回転の
間に変化する様な使い方をする場合がある。この際に
は、所定の情報が、現時点に於て、当該回転体のどの位
置にいるのか、或いはどの情報がある部分が現在選択さ
れているのかを検知する必要がありそのためにも別のセ
ンサが必要である。

【０００７】然しながら、係る回転体の所定の位置を効
率的に検出すると共に、第１の問題点を同時に解決する
センサ技術は現在までのところ提案されていない。もち
ろん、第１の問題点に対しては、経済性を考慮しないな
らば基準位置を検出するセンサを冗長構成にするという
対策も考えられるが、現実性がない事は明らかである。

【０００８】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の欠点を改良し、簡単な構成によって、回転体に於け
る所定の区画領域の現在位置を効率的に検出すると同時
に、検出手段の一部が故障しても、当該回転体の原点を
容易に認識する事によって、目的とする所望の回転体の
制御操作を継続する事が可能な回転体の位置検出装置及
び回転体の位置検出方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成する為、以下に示す様な基本的な技術構成を採用す
るものである。即ち、本発明に係る第１の態様として
は、回転体を等角度に分割して区画形成された複数個の
区画領域の内の特定の区画領域を選択的に認識する回転
体位置検出装置であって、当該複数個の区画領域の内の
少なくとも一部の複数個の区画領域に於けるそれぞれの
一部分に配置された、当該区画領域をそれぞれ代表する
識別子、当該識別子を検出する為に当該回転体の周囲に
配置されている複数個の検出手段、当該回転体が回転す
る事によって当該各検出手段から出力される論理出力デ
ータの論理パターンから、選択された特定の区画領域の
存在位置を判別する判別手段とから構成されている回転
体の位置検出装置であり、又第２の態様としては、回転
体を等角度に分割して区画形成された複数個の区画領域
の内の特定の区画領域を選択的に認識する方法に於て、
当該複数個の区画領域の内の少なくとも一部の複数個の
区画領域に於けるそれぞれの一部分に当該区画領域をそ
れぞれ代表する識別子に配置すると共に、当該識別子を
検出する為に当該回転体の周囲に複数個の検出手段を配
置し、当該回転体が回転する事によって当該各検出手段
から出力される論理出力データの組み合わせを、予め設
けられている特定の区画領域の存在位置を代表する論理
パターンからなるルックアップテーブルの各論理パター
ンと比較して、選択された特定の区画領域の存在位置を
判別する様に構成されている回転体の位置検出方法であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る回転体の位置検出装
置およびその方法は、上記した様な技術構成を採用して
おり、特には、当該識別子は、当該回転体に設けられた
複数個の区画領域の数と同一若しくはそれ以下の個数が
使用され、当該複数個の区画領域のそれぞれ若しくは選
択された複数個の区画領域のそれぞれの区画領域の一部
に設けると共に、当該検出手段は、当該区画領域の数と
同一若しくはそれ以下の個数が使用され、当該複数個の
検出手段と識別子とは、当該回転体の１回転中に於て、
当該各検出手段がそれぞれの時点に於て検出する論理出
力が、互いに同一とならない様に配置する構成としてい
ることから、各検出手段のそれぞれから出力される論理
データの組み合わせパターンを識別することによって、
当該回転体に於ける特定の区画領域が現在何処に存在し
ているのかを容易に検出する事が可能であり、又当該検
出手段の内から選択された特定の検出手段の出力論理デ
ータを組み合わせる事によって、当該回転体の原点を認
識できるので、当該原点に到達した時点を検出した際に
当該回転体の回転動作を制御している制御系に設けられ
ている適宜のカウンターをリセットし、その時点から改
めてステップ操作、パルス操作を行う事によって、所望
の区画領域を所定の位置に移動設定する事も可能とな
る。

【００１１】更には、本発明に於て、当該複数個の検出
手段の一部が故障した場合でも、その故障した検出手段
を検査操作から取り除き、残りの検出手段のみを使用し
て、同様の回転体の原点を認識できるので、経済的であ
る。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明に係る回転体の位置検出装置
の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明す
る。即ち、図１は、本発明に係る回転体の位置検出装置
の一具体例の構成を示すブロックダイアグラムであり、
図中、回転体２０を等角度に分割して区画形成された複
数個の区画領域２１の内の特定の区画領域を選択的に認
識する回転体位置検出装置３０であって、当該複数個の
区画領域２１の内の少なくとも一部の複数個の区画領域
に於けるそれぞれの一部分に配置された、当該区画領域
をそれぞれ代表する識別子２２、当該識別子２２を検出
する為に当該回転体２０の周囲に配置されている複数個
の検出手段２３、当該回転体２０が回転する事によって
当該各検出手段２３から出力される論理出力データの論
理パターンから、選択された特定の区画領域の存在位置
を判別する判別手段２４とから構成されている回転体の
位置検出装置３０が示されている。

【００１３】本発明に於ける当該回転体２０は特に限定
されるものではないが、例えば円板状のもの、球状のも
の等で、回転軸を中心に所定の駆動手段、例えばステッ
プモータ、パルスモータを使用し、適宜の制御手段によ
りその回転駆動を制御する駆動手段（図示せず）によ
り、連続的或いは間欠的に回転せしめられるものである
事が望ましい。

【００１４】又当該回転体は、その表面或いは内部に複
数個の区画領域２１が設けられており、当該区画領域２
１は、好ましくは、当該回転体２０の回転軸Ｏに対して
等角度に放射状に形成されているものである。本発明に
於ける当該区画領域２１のそれぞれには、互いに異なる
所定の情報が搭載されているものであって、当該回転体
２０を回転させて、当該特定の区画領域２１を所定の位
置に移動せしめて、当該特定の区画領域２１に含まれて
いる特定の情報を利用したり活用したり、或いは当該区
画領域２１に特定の情報を搭載したりする事が可能であ
る。

【００１５】本発明に使用される当該情報は、物品でも
良い。例えば、人工衛星に搭載される天体望遠鏡を例に
とると、当該天体望遠鏡に取り付けるフィルターを例え
ば６種類予め用意して、当該回転体２０に設けられた６
個の区画領域２１に搭載固定しておき、観測する星の種
類、発光状態によって、使用するフィルターの種類を選
択する様に構成した装置が考えられる。

【００１６】この場合には、使用したい特定されたフィ
ルターが、現在当該回転体２１のどの位置にいるかを判
断する情報と、当該特定されたフィルターを所定の位置
に移動させる為に、当該回転体２１の原点を確認して如
何なる回転操作をしたら良いかの情報があれば、遠隔操
作によって十分活用が可能である。従って、本発明に於
ける当該回転体２０の該区画領域２１の数は、特に限定
されるものではないが、全ての当該区画領域２１が当該
回転体２０の回転軸Ｏに対して等角度に形成される限り
その数には限定はない。

【００１７】又、本発明に於て使用される当該識別子２
２は、係る区画領域２１のそれぞれに個別に配置される
ものであっても良く、或いは当該区画領域２１の総区画
領域数よりも少ない数の複数個の数を用意して、それぞ
れ選択された当該個数の区画領域のそれぞれに配置させ
ても良い。図１に於いては、６個の区画領域２１が形成
され、それぞれの区画領域２１に例えば上記した様なフ
ィルターが配置されており、第１の区画領域と第３の区
画領域と第５の区画領域の３個の区画領域２１が選択さ
れてそのそれぞれの区画領域に当該識別子２２が配置さ
れている例が示されている。

【００１８】当該識別子２２の構成に付いては特に限定
されないが、当該区画領域２１のそれぞれの区画番号或
いは当該回転体２０に於ける当該区画領域２１の位置等
を表示しうる機能を有するものであれば、如何なる識別
子２２でも使用する事が可能である。例えば、当該回転
体２０に設けられたスリット、溝部、突起部、当該回転
体２０に取り付けられる磁石、金属体、鏡、反射テー
プ、バーコード等の識別マーク等を使用する事が可能で
ある。

【００１９】又、本発明に於て、当該識別子２２を設け
る位置も特に限定されるものではなく、例えば、図１に
示す様に、当該特定の選択された区画領域２１と隣接す
る他の区画領域２１との境界部近傍に設ける事も出来、
又それ以外の中間の位置に設ける事も可能である。一
方、本発明に於て使用される検出手段２３もその構成が
特に特定されるものではなく、上記した識別子２２と協
同して当該区画領域２１の現在位置を確認出来る様な機
能を有するものであれば如何なる検出手段でも採用する
事が可能である。

【００２０】更に、本発明に於て、当該検出手段２３
は、当該回転体２０の周縁部で、且つ当該識別子２２を
認識出来る位置に配置せしめられている事が望ましい。
例えば、識別子２２がスリット、溝部、突起部等で構成
されている場合には、当該検出手段２３は、ＬＥＤから
なる発光体２３−１とフォトダイオード等からなる受光
素子２３−２で構成される検出手段２３を使用し、当該
発光体２３−１と受光素子２３−２との間を該スリッ
ト、溝部、突起部等が通過する様に構成する事も可能で
あり、又、鏡、反射テープ、バーコード等が識別子とし
て使用されう場合には、当該発光体２３−１から発射さ
れた光ビームを当該識別子で反射させてその反射光を該
受光素子２３−２で検出する様にしても良く、更には、
当該識別子が磁石、金属体等で構成されている場合に
は、当該検出手段として、近接スイッチ、磁気センサ等
を使用することが出来る。

【００２１】即ち、本発明に於ける当該回転体の位置検
出装置３０に於いては、当該識別子２２は、当該回転体
２０に設けられた複数個の区画領域２１の数に相当する
個数若しくは当該区画領域の総数以下で複数である個数
のものが、当該区画領域２１のそれぞれ若しくは当該区
画領域の内の選択された複数個の区画領域のそれぞれに
配置されるものである。

【００２２】本発明に於て当該検出手段２３は、当該区
画領域２１の数以下の複数個配置されている事が望まし
い。例えば、図１に於ける具体例に於いては、当該検出
手段２３の数は、３個となっており、当該回転体２０の
区画領域２１が６個に対して半分の数となっている。更
に本発明に於いては、当該検出手段２３の配置個数は、
当該識別子２２の個数と同一である事が望ましい。

【００２３】図１の例では、当該識別子２２が３個であ
るのに対して、当該検出手段２３も３個を使用する例が
示されている。本発明に於ける当該回転体の位置検出装
置に於て特徴的な事は、当該複数個の検出手段２３は、
当該回転体２０の回転中心Ｏに対して等角度に配置さ
れ、当該複数子の識別子２２は、当該回転体２０の回転
中心Ｏに対して非等角度に配置されているが必要であ
り、或いは、当該複数個の識別子２２は、当該回転体２
０の回転中心Ｏに対して等角度に配置され、当該複数個
の検出手段２３は、当該回転体２０の回転中心Ｏに対し
て非等角度に配置されている事の何れかを満足する事が
必要である。

【００２４】つまり、後述する様に、本発明に於いて
は、当該複数個の検出手段２３と複数個の識別子２２と
は、当該回転体２０の１回転中に於て、当該各検出手段
２３がそれぞれの時点、つまり当該回転体２０が、各区
画領域毎に間欠的にステップ回転する時点に於て検出す
る論理出力が、互いに同一とならない様に配置する事が
必要である。

【００２５】次に本発明の回転体の位置検出装置３０に
付いてより図１及び図２を参照しながら詳細に説明す
る。図１は、上記した様に、本発明に係る回転体の位置
検出装置３０の具体例の全体構成図である。図から明ら
かな様に、本具体例に於いては、６個の区画領域２１が
設定され、３個の識別子２２と３個の検出手段２３が使
用されているものであり、従って当該回転体２０は６０
度おきに間欠的若しくは連続的に回転しながら、該区画
領域２１が変化するのに伴って回転円板２０の回転角度
（位置）をセンサにより検出様になっており、その為の
回路構成が示されている。

【００２６】更に説明するならば、上記した様に、本発
明に於て使用される当該識別子２２と当該検出手段２３
とは、上記した様な特別な関係が成立する様に、特定の
配置パターンの下に配置する事が必要であり、本具体例
に於いては、図１に示す様に、当該３個の検出手段２３
は、当該回転体２０の回転軸Ｏを中心として１２０度の
等角度となる位置、つまり図１に於ける（１）、（３）
及び（５）の位置にそれぞれ配置されており、一方当該
３個の識別子２２は、当該当該回転体２０の回転軸Ｏを
中心として非等角度となる位置にそれぞれ配置されてい
る、つまり図１に於ける第１の区画領域と第３の区画領
域及び第６の区画領域にそれぞれ配置されている例が示
されている。

【００２７】例えば、図１に於ける当該回転体２０の第
１の区画領域１に対応する位置が上記した天体望遠鏡の
レンズ位置（点線で示す）であり、当該区画領域１に設
けられた第１のフィルターが今使用されている状態を示
している。従って、この状態では、第１の位置（１）に
ある第１の検出手段２３１が当該回転体２０の第１の区
画領域にある第１の識別子２２１と対向しており、又第
３の位置（３）にある第２の検出手段２３３が当該回転
体２０の第３の区画領域にある第３の識別子２２３と対
向しており、更には、第５の位置（５）にある第３の検
出手段２３５は何れの識別子とも対向しておらず、同時
に第５の区画領域にある第３の識別子２２５は、何れの
検出手段とも対向していない状態を示している。

【００２８】この回路には次の働きがある。 （１）６０度おきに形成されている当該区画領域２１の
どの位置、つまりどの区画領域２１が選択されているの
かを検出する。 （２）当該回転体２０の１回転中の基準位置（ゼロ点）
を検出する。係る構成を導入する目的は、当該回転体２
０の回転軸にインクリメンタル・エンコーダないしステ
ッピングモータが連結されていて、これらの出力パルス
をカウントすることでアブソリュートな角度データを生
成する際にカウンタのリセット・タイミングとして必要
となる。

【００２９】図２は、図１の実施例を構成するにあたっ
て、位置センサとして機能する検出手段２３と回転円板
２０に設けた識別子２２との配置関係の例を示したもの
である。図２（Ａ）は、図１に於ける回転体２０の識別
子２２及び検出手段２３と配置方法と同一の状態を示す
ものであり、要は、複数個の検出手段２３の出力の組み
合わせコード、或いは組み合わせパターンに同じ出力コ
ード、或いは出力パターンが出ないように組み合わせれ
ばよいのである。

【００３０】本発明に於いては、当然のことであるが、
上記の具体例に於て、６０度おきのどの位置が選択され
ているのかは、この３つの検出手段２３の出力（「フィ
ルタエレメント選択ステータス」と呼ぶ）を見れば分か
る。このように検出手段２３と識別子２２の配置を決め
るには次のように考える。検出手段２３を固定部（「Ｆ
Ｗ（フィルタホイール（Ｆｉｌｔｅｒ Ｗｈｅｅｌ））
ハウジング」と呼ぶ）の任意の場所に取り付け、回転円
板２０（「ＦＷ」と呼ぶ）が、例えば６０度回転する毎
に所定の出力コードとなるように、ＦＷにスリットをあ
けておけば、ＦＷが停止した状態でどのフィルタエレメ
ントが選択されているかを識別することができる。

【００３１】図２（Ｂ）は、上記具体例に於ける当該そ
れぞれの区画領域２１の存在位置を示す各検出手段２３
の論理出力データのパターンを示したものである。即
ち、図２（Ｂ）に於ける第１の欄に於いては、図１で例
示した様に、第１の区画領域が、当該検出手段３０の第
１の位置にあり、検出手段２３１が識別子２２１に対向
しており、又第３の区画領域が、当該検出手段３０の第
３の位置にあり、検出手段２３３が識別子２２３と対向
しており、当該第５の区画領域が、当該検出手段３０の
第５の位置にあり、検出手段２３５は何れの識別子とも
対向していない状態を示している。

【００３２】係る状態から、図２（Ｂ）に於ける第１の
欄に於ける検出手段２３１（単にセンサ１と示す）と検
出手段２３３（単にセンサ２と示す）からは１の論理出
力が得られているが、検出手段２３５（単にセンサ３と
示す）からは０の論理信号が得られている事が判る。同
様に、次のステップとして当該回転体２０が、６０度回
転して、当該第２の区画領域２が、当該検出手段３０の
第１の位置に移動した場合には、図２（Ｂ）の第１の欄
に示す様に、検出手段２３１（単にセンサ１と示す）と
検出手段２３３（単にセンサ２と示す）からは０の論理
出力が得られているが、検出手段２３５（単にセンサ３
と示す）からは１の論理信号が得られる。

【００３３】係る操作を当該回転体２０の１回転分継続
する事によって、図２（Ｂ）の第１欄から第６欄迄の各
検出手段２３からそれぞれ出力される論理データのパタ
ーンが決定されるので、当該論理データのパターンを検
査する事によって、当該区画領域２１のそれぞれが現在
どの位置に存在しているかを認識する事が可能となる。

【００３４】つまり、例えば、検出手段２３１（単にセ
ンサ１と示す）からは０の論理データが出力され、検出
手段２３３（単にセンサ２と示す）と検出手段２３５
（単にセンサ３と示す）からは１の論理出力が得られて
いるパターンが検出された場合には、当該回転体２０の
於ける第５の区画領域５が当該検出手段３０の第１の位
置にいる事を示すものである。

【００３５】係る判断は、図１に於ける各検出手段２３
からの論理出力データを、判別手段２４に送り、図２
（Ｂ）の上記したルックアップテーブルを予め記憶して
ある記憶手段２４−１と比較する事によって、どの区画
領域が現在何処に存在しているかを確認する事が出来る
尚、図２（Ｂ）の右側に記載された表は、それぞれの時
点に於て当該識別子２２が存在している位置を示した参
考図であり、同表中、１と記載されている部分は、それ
が当該検出手段３０の第１の位置（１）から第の６位置
（６）の何処にいるかを示したものであり、第１欄で当
該識別子２２が、第１の位置（１）、第３の位置（３）
及び第６の位置（６）のそれぞれある事を示すものであ
る。

【００３６】但し、第６の位置（６）は、その位置に検
出手段２１が無いので、推定値となる。以下同様にし
て、当該識別子２２の存在位置を確認乃至推定する事が
出来る。ただし、上記の具体例においては、識別子２２
が１相（１列に並んでいる）構造であるため、ある識別
子２２が特定の検出手段２３を通り、他の検出手段は通
らないということができずに、全部の検出手段２３を通
る。

【００３７】本発明に於て、６０度の対角位置の中間に
識別子２２が設けられている場合、つまり、当該区画領
域２１の両側以外の部分に当該識別子２２が設けられて
いると、ＦＷを回している途中でこの識別子２２が検出
手段２３を横切ったときに検出手段２３が出力する。図
４にこの関係を示す。

【００３８】つまり、係る場合には、当該回転体２０が
回転中に於いては、何れの検出手段２３からの出力論理
データを無視し、所定の回転が終了した場合、つまり、
本具体例では、当該回転体２０が６０度回転した後に、
その出力論理データを読みだす様にする事が必要であ
る。そこで、上記した様に、当該識別子２２の配置位置
を６０度毎の対角線の位置だけに配置すれば、６０度内
で当該回転体２０が回転している途中での検出手段２３
の出力は必ず０になるから、回転途中に誤ったフィルタ
エレメント選択ステータスは出力されない。

【００３９】尚、別の態様としては、当該回転体２０に
付いて、回転途中という状態を該検出手段によって識別
することも出来る。図５にこの関係を示す。又、本発明
に於ける他の態様としては、当該回転体２０の回転制御
に於て、原点を確認しておけば、どの区画領域２１が何
れの位置に有っても、必要なパルスを出力させて、当該
ステップモータを所定の角度だけ回転させる事によっ
て、所定の区画領域を例えば第１の位置（１）に移動さ
せる事が出来る。

【００４０】その為には、当該回転体２０の原点を必ず
把握する必要がある。具体的には、当該原点を確認した
後、それまでにカウントされている当該回転体２０の回
転制御部に於けるカウンタのカウント値をリセットし、
その後必要なパルスを発信させて当該カウンターのカウ
ント値を、所定の区画領域２１に相当する値にカウント
アップ或いはカウンドダウンさせる事によって、選択さ
れた区画領域を所定の位置まで容易に移動させる事が出
来る。

【００４１】然しながら、一般的には、リセットのタイ
ミングとして、単に、当該検出手段２３の出力がある値
（コード）になったときにカウンタのリセットを行うよ
うにすると、コードによっては、当該識別子２２が別の
検出手段２３の位置を通ったときにも過渡的に同一のリ
セットコードになりうる事があるため、そのときに誤っ
たリセットが実行される恐れがある。

【００４２】従って、本発明に於いては、カウンタのリ
セットを行う検出手段の出力コードが、他の位置のコー
ドのビットの中にある１のどれかを０にしたときに、そ
れと同一のコードとなるような値にならない様に設定す
る必要がある。その為には、例えば、図２（Ａ）の左側
の表に於て、６種類の出力パターンコードのうち最も１
の個数が多いパターンコードを選べばよい。

【００４３】つまり、図２の具体例では、当該論理出力
値１が、一つのパターンコード内で２つあるパターン、
つまり１、３、５のどれかを選択する事が望ましい。つ
まり、本具体例に於いては、当該回転体の位置検出装置
３０の第１の位置（１）若しくは第３の位置若しくは第
５の位置の何れかを当該回転体２０の基準原点として選
択する事が望ましい。

【００４４】本発明に於いては、前述のように回転体２
０に識別子２２を３箇所に設けかつ検出手段２３を図示
の様な位置の３箇所に固定的に取り付ける。この具体例
では当該回転体２０は該検出手段２３の検出位置とは無
関係にモータは動かす（フィードバックはしない）。基
準位置を通過することによって、ステッピングパルスの
カウンタをリセットする。

【００４５】なお、インクリメンタル・エンコーダ・パ
ルスのカウンタも同様にリセットすることが可能であ
る。ところで、本発明に於て、当該検出手段２３が何等
かの理由で故障する事が考えられる。特に人工衛星に搭
載された測定機器に於いては、直接修理する事が不可能
であり、当該故障は致命傷となる場合が多い。

【００４６】本発明に於いては、仮に、上記の構成に於
ける複数の検出手段２３の内の一部が故障した場合で
も、残りの検出手段２３を使用して、少なくとも当該回
転体２０の基準原点を把握出来る様にし、当該回転体２
０に於ける所定の区画領域２１の選択操作を継続して実
行出来る様にしたものである。つまり、検出手段位置セ
ンサは出力０で故障することも、出力１で故障すること
もありうると想定する。

【００４７】そして、当該回転体２０が１回転しても、
或る検出手段２３の論理出力値、つまりフィルタエレメ
ント選択ステータスが、いつも０（または１）のままで
あればその検出手段２３は故障していると判断されるの
で、どの位置センサが故障しているのかを知ることはで
きる。図２（Ｂ）に示す様に、検出手段２３に於て論理
出力値に１が２つある（１）、（３）及び（５）の位置
は、当該検出手段２３の２個の出力により１回転中の１
箇所に特定できるので、基準原点位置としてはこのうち
のどれを使ってもよい。

【００４８】従って、本発明に於ける他の態様として
は、当該３個の検出手段２３のうちの２個の検出手段に
於ける出力のＡＮＤをとって、カウンタのリセットが実
行されるようにしておく事も可能であり、その為に任意
の２個の検出手段を組み合わせを選択できるようにして
おくものである。係る構成を利用する事によって、複数
個の検出手段２３の１個が故障したときには、残った２
個の検出手段２３の出力でカウンタのリセット信号が発
生するように、検出手段の組み合わせを選択して、故障
している検出手段の出力が関与しないようにする事によ
って、複数個の検出手段２３の１個が故障した場合で
も、上記した様な回転体２０の原点を求める操作を継続
して実行する事が可能となる。

【００４９】係る操作の具体例には、図３のテーブルに
記載されている通りであり、当該検出手段の内の１個が
故障した場合であって、例えば、第３の検出手段２３３
が故障した場合には、当該第３の検出手段２３３の出力
値が出力されない様にし、残りの第１と第２の検出手段
２３１と２３２の出力値が出力される様に選択回路２５
を作動させ、その結果を原点位置判定回路２６に出力す
る様にを構成する事により実行出来る。

【００５０】この場合には、例えば、第１の位置（１）
をリセットが実行される基準原点と選定する事が出来
る。同様に、第２の検出手段２３２が故障した場合に
は、当該第１と第３の検出手段２３１と２３３の出力値
のみが選択される様に当該選択回路２５を設定する事に
より、又第１の検出手段２３１が故障した場合には、当
該第２と第３の検出手段２３２と２３３の出力値のみが
選択される様に当該選択回路２５を設定する事によりそ
れぞれ実行する事が可能である。

【００５１】本発明に於ける当該選択回路の構成は、図
１に示す様に、基準原点位置変更コマンド入力手段２７
と３個のＯＲ回路ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３を使用し、当
該基準原点位置変更コマンド入力手段２７の出力を当該
ＯＲ回路ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３のそれぞれの一方の入
力に接続すると同時に、各検出手段のそれぞれの出力を
当該ＯＲ回路ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３のそれぞれの他方
の入力に個別に接続する事によって構成されている。

【００５２】そして、当該基準原点位置変更コマンド入
力手段２７より、故障が発見された検出手段２３を除い
た検出手段のみの出力が有効となって、その論理パター
ンが当該選択手段から出力される様に、故障した検出手
段２３に対応する基準位置決定ステータスコードパター
ンを入力する事によって、故障した検出手段の出力は当
該ＯＲ回路から出力されない様にするものである。

【００５３】その結果を当該原点位置判定回路２６に出
力し、当該論理パターンコードから、当該回転体２０に
於ける予め定められた基準原点の位置を確認する事が可
能となる。尚、図１に示す様に、この具体例では、便利
のために、現在どの基準位置が選択しているのかを知ら
せるための３ｂｉｔのステータス情報を当該基準原点位
置変更コマンド入力手段２７の出力から取り出して、適
宜の表示手段（図示せず）に表示する様にする事も可能
である。

【００５４】また、当該検出手段２３の組み合わせの選
択のために別にカウンタを設けてこのカウンタの出力を
利用するようにしても良い。こうすると、カウンタのク
ロック入力に１つの信号を入力することにより、順次基
準位置の選択が変わっていくようにすることができる。
本発明に於て、どの検出手段が故障したら、リセット実
行位置（基準位置）をどこに選択するかの対応が図３に
示されている。

【００５５】更に、本発明に於ては、係る構成を利用す
る事によって、３個の検出手段２３の内２個が故障した
ときには、残った１個の検出手段２３の出力でカウンタ
のリセット信号が発生する様に構成する事も出来る。こ
の場合には、かなり推定の部分が入り込むので、上記の
例より正確性に欠けるきらいがあるが、特定の条件下
に、当該回転体２０の基準原点を見つけ出す事が可能で
ある。

【００５６】その一例を図３の下段の表に示しておく。
つまり、３個の検出手段の内２個がの検出手段が故障し
た場合には、上記の具体例と同様に、故障した検出手段
２３の出力は当該選択回路２５のには出力されない様に
構成するものであり、当該故障していない検出手段２３
の出力値のみで判断する事になるので、図３の表に示す
様に、リセットが実行される位置は、それぞれ３箇所の
何れかが選択される事になる。

【００５７】尚、本発明においては、当該原点位置判定
回路２６の出力を使用して適宜のカウンタ２８をリセッ
トさせ、その後当該カウンタから、所望の区画領域を所
定の位置迄移動させるに必要なパルス数を演算して、カ
ウントアップさせる事により、当該所望の区画領域を所
定の基準位置に移動させる事が出来る。尚、図１に於い
ては、当該カウンタのカウント値を適宜の方法によっ
て、地上に送信し、地上の制御部に於て、現在当該回転
体２０が回転しているか、どの区画領域が現在どの位置
にいるか、所定の区画領域２１を基準位置まで移動させ
るには、当該カウンタのカウント値をどれだけ増加若し
くは減少させれば良いかを的確に判断して、必要な指令
を送信する事が可能である。

【００５８】即ち、本発明に於いては、当該回転体の位
置検出装置には更に当該回転体の基準位置を識別する為
の基準原点位置判定回路が設けられており、然も当該基
準原点位置判定回路は、複数個の当該検出手段の内から
任意に選択された２個の検出手段の論理出力値が一致す
るか否かにより判断する様に構成されているものであ
る。

【００５９】又、当該基準位置識別手段からの出力は、
当該回転体の回転駆動を制御する制御カウンタをリセッ
トするものである。又、本発明における当該回転体の位
置検出装置には更に使用されている複数個の当該検出手
段の内から任意の複数個の検出手段を更に選択する検出
手段選択手段が設けられている事が望ましい。

【００６０】更に、本発明に係る別の態様としては、回
転体を等角度に分割して区画形成された複数個の区画領
域の内の特定の区画領域を選択的に認識する方法に於
て、当該複数個の区画領域の内の少なくとも一部の複数
個の区画領域に於けるそれぞれの一部分に当該区画領域
をそれぞれ代表する識別子に配置すると共に、当該識別
子を検出する為に当該回転体の周囲に複数個の検出手段
を配置し、当該回転体が回転する事によって当該各検出
手段から出力される論理出力データの組み合わせを、予
め設けられている特定の区画領域の存在位置を代表する
論理パターンからなるルックアップテーブルの各論理パ
ターンと比較して、選択された特定の区画領域の存在位
置を判別する様に構成されている回転体の位置検出方法
である。

【００６１】係る本発明に於ける回転体の位置検出方法
に於いては、当該識別子は、当該回転体に設けられた複
数個の区画領域の数と同一若しくはそれ以下の個数が使
用され、当該複数個の区画領域のそれぞれ若しくは選択
された複数個の区画領域のそれぞれの区画領域の一部に
設けると共に、当該検出手段は、当該区画領域の数と同
一若しくはそれ以下の個数が使用され、当該複数個の検
出手段と識別子とは、当該回転体の１回転中に於て、当
該各検出手段がそれぞれの時点に於て検出する論理出力
が、互いに同一とならない様に配置する様にする事が好
ましい。

【００６２】又、本発明に係る当該回転体の位置検出方
法に於いては、当該複数の検出手段の内から少なくとも
２個の検出手段を選択し、当該選択された検出手段の出
力の論理値から当該回転体の原点を識別する様にする事
が望ましい。更に、上記した様に、本発明に於ける当該
回転体の位置検出方法に於いては、当該複数個の検出手
段の内の一部の検出手段が故障した場合には、当該故障
が生じた検出手段を当該検出操作の対象から外して残り
の検出手段からの論理出力データから当該回転体の基準
位置を判断する様にする事が好ましい。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る回転体の位置検出装置及び
回転体の位置検出方法に於いては、上記した様な構成を
採用しているので、それにより得られる第１の効果は、
複数個の検出手段のうち１個が故障しても、当該回転体
に於ける１回転中の１箇所の基準位置を検出できるとい
うことである。これにより、カウンタによりアブソリュ
ートな角度データが得られる。

【００６４】その理由は、どの検出手段が故障している
のかを知ることはでき、そして故障している検出手段を
使わないように基準位置を生成する検出手段の出力信号
の組み合わせを選べばよい。第２の効果は、フィルタエ
レメント選択ステータスを出力する検出手段が、基準位
置を生成する検出手段を兼ねている。

【００６５】これにより、経済的なシステムを構成でき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に於ける回転体の位置検出装置
の一具体例の構成を示すブロックダイアグラムである。

【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、図１に於ける回
転体の位置検出装置に使用される検出手段と識別子との
配置関係を示す図である。

【図３】図３は、図１に示された本発明に係る具体例に
於て、一部の検出手段が故障した場合の、基準位置の選
定の方法の例を説明する図である。

【図４】図４は、本発明に於て、例えば６０度対角位置
の中間に識別子が設けられている場合の動作を示す図で
ある。

【図５】図５は、本発明に於ける具体例に於て、検出手
段と識別子を配置する６０度対角位置を示す図である。

【符号の説明】

１〜６…区画領域番号 ２０…回転体 ２１…区画領域 ２２…識別子 ２３…検出手段 ２４…判別手段 ２４−１…記憶手段２４−１ ２５…選択手段 ２６…原点位置判定回路 ２７…基準原点位置変更コマンド入力手段 ２８…カウンタ手段 ３０…回転体の位置検出装置

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体を等角度に分割して区画形成され
   た複数個の区画領域の内の特定の区画領域を選択的に認
   識する回転体位置検出装置であって、当該複数個の区画
   領域の内の少なくとも一部の複数個の区画領域に於ける
   それぞれの一部分に配置された、当該区画領域をそれぞ
   れ代表する識別子、当該識別子を検出する為に当該回転
   体の周囲に配置されている複数個の検出手段、当該回転
   体が回転する事によって当該各検出手段から出力される
   論理出力データの論理パターンから、選択された特定の
   区画領域の存在位置を判別する判別手段とから構成され
   ている事を特徴とする回転体の位置検出装置。
2. 【請求項２】 当該識別子は、当該回転体に設けられた
   複数個の区画領域の数に相当する個数若しくは当該区画
   領域の総数以下で複数である個数が、当該区画領域のそ
   れぞれ若しくは当該区画領域の内の選択された複数個の
   区画領域のそれぞれに配置されている事を特徴とする請
   求項１記載の回転体の位置検出装置。
3. 【請求項３】 当該識別子は、当該区画領域と当該区画
   領域に隣接する他の区画領域との境界部付近に配置され
   ている事を特徴とする請求項２記載の回転体の位置検出
   装置。
4. 【請求項４】 当該検出手段は、当該回転体の周縁部
   で、且つ当該識別子を認識出来る位置に配置せしめられ
   ている事を特徴とする請求項１記載の回転体の位置検出
   装置。
5. 【請求項５】 当該検出手段は、当該区画領域の数以下
   の複数個配置されている事を特徴とする請求項４記載の
   回転体の位置検出装置。
6. 【請求項６】 当該検出手段の配置個数は、当該識別子
   の個数と同一である事を特徴とする請求項１記載の回転
   体の位置検出装置。
7. 【請求項７】 当該複数個の検出手段は、当該回転体の
   回転中心に対して等角度に配置され、当該複数個の識別
   子は、当該回転体の回転中心に対して非等角度に配置さ
   れている事を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載
   の回転体の位置検出装置。
8. 【請求項８】 当該複数個の識別子は、当該回転体の回
   転中心に対して等角度に配置され、当該複数個の検出手
   段は、当該回転体の回転中心に対して非等角度に配置さ
   れている事を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載
   の回転体の位置検出装置。
9. 【請求項９】 当該回転体の位置検出装置には更に当該
   回転体の基準位置を識別する為の基準原点位置判定回路
   が設けられている事を特徴とする請求項１記載の回転体
   の位置検出装置。
10. 【請求項１０】 当該基準原点位置判定回路は、複数個
    の当該検出手段の内から任意に選択された２個の検出手
    段の論理出力値が一致するか否かにより判断する様に構
    成されている事を特徴とする請求項９記載の回転体の位
    置検出装置。
11. 【請求項１１】 当該基準原点位置判定回路からの出力
    は、当該回転体の回転駆動を制御する制御カウンタをリ
    セットするものである事を特徴とする請求項１０記載の
    回転体の位置検出装置。
12. 【請求項１２】 当該回転体の位置検出装置には更に使
    用されている複数個の当該検出手段の内から任意の複数
    個の検出手段を更に選択する検出手段選択手段が設けら
    れている事を特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記
    載の回転体の位置検出装置。
13. 【請求項１３】 回転体を等角度に分割して区画形成さ
    れた複数個の区画領域の内の特定の区画領域を選択的に
    認識する方法に於て、当該複数個の区画領域の内の少な
    くとも一部の複数個の区画領域に於けるそれぞれの一部
    分に当該区画領域をそれぞれ代表する識別子に配置する
    と共に、当該識別子を検出する為に当該回転体の周囲に
    複数個の検出手段を配置し、当該回転体が回転する事に
    よって当該各検出手段から出力される論理出力データの
    組み合わせを、予め設けられている特定の区画領域の存
    在位置を代表する論理パターンからなるルックアップテ
    ーブルの各論理パターンと比較して、選択された特定の
    区画領域の存在位置を判別する様に構成されている事を
    特徴とする回転体の位置検出方法。
14. 【請求項１４】 当該識別子は、当該回転体に設けられ
    た複数個の区画領域の数と同一若しくはそれ以下の個数
    が使用され、当該複数個の区画領域のそれぞれ若しくは
    選択された複数個の区画領域のそれぞれの区画領域の一
    部に設けると共に、当該検出手段は、当該区画領域の数
    と同一若しくはそれ以下の個数が使用され、当該複数個
    の検出手段と識別子とは、当該回転体の１回転中に於
    て、当該各検出手段がそれぞれの時点に於て検出する論
    理出力が、互いに同一とならない様に配置する様にする
    事を特徴とする請求項１３記載の回転体の位置検出方
    法。
15. 【請求項１５】 当該複数の検出手段の内から少なくと
    も２個の検出手段を選択し、当該選択された検出手段の
    出力の論理値から当該回転体の原点を識別する様にする
    事を特徴とする請求項１３或いは１４記載の回転体の位
    置検出方法。
16. 【請求項１６】 当該複数個の検出手段の内の一部の検
    出手段が故障した場合には、当該故障が生じた検出手段
    を当該検出操作の対象から外して残りの検出手段からの
    論理出力データから当該回転体の基準位置を判断する様
    にする事を特徴とする請求項１３乃至１５の何れかに記
    載の回転体の位置検出方法。