JPH0618285A - Detecting apparatus for rotating angle - Google Patents

Detecting apparatus for rotating angle

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JPH0618285A
JPH0618285A JP4172660A JP17266092A JPH0618285A JP H0618285 A JPH0618285 A JP H0618285A JP 4172660 A JP4172660 A JP 4172660A JP 17266092 A JP17266092 A JP 17266092A JP H0618285 A JPH0618285 A JP H0618285A
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light transmitting
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01D2205/00Indexing scheme relating to details of means for transferring or converting the output of a sensing member
    • G01D2205/70Position sensors comprising a moving target with particular shapes, e.g. of soft magnetic targets
    • G01D2205/77Specific profiles
    • G01D2205/773Spiral profiles

Abstract

PURPOSE:To detect the rotating angle theta of a rotary plate even in a discontinu ous area of a detecting transmitting part in a simple and inexpensive constitu tion. CONSTITUTION:A spiral light transmitting part 25 for detection purpose and an annular reference light transmitting part 26 of a predetermined radius are formed in a rotary plate 23. A light transmitting part 26a for distinction purpose with a large width is formed in the reference light transmitting part 26 corresponding to a discontinuous area at each end part of the light transmitting part 25. LEDs 27, 28, and a detecting PSD 29 and a reference PSD 30 are respectively provided to confront each other and to hold the detecting light transmitting part 25 and reference light transmitting part 26 in-between. Since the light enters the reference PSD 30 through the light transmitting part 26a in the discontinuous area of the light transmitting part 25, the total detecting amount of light is increased. Therefore, the rotating area of the rotary plate 23 can be identified, and the rotating angle theta of the rotary plate 23 can be detected in the whole periphery of the plate 23 from detecting signals of the PSD 29.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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および半導体位置検出素
子を備え、その半導体位置検出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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention includes a light projecting element and a semiconductor position detecting element that face each other with a rotary plate attached to a rotary shaft interposed therebetween, and the rotary plate is based on a light receiving signal from the semiconductor position detecting element. The present invention relates to a rotation angle detection device that detects the rotation angle of a.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の回転角検出装置の一例を図12
ないし図14を参照して説明する。このものは、回転軸
と回転板との間に『がた』が生じている場合でも、回転
板の回転角を精度良く検出できるように構成したもので
ある。
2. Description of the Related Art An example of a rotation angle detecting device of this type is shown in FIG.
It will be described with reference to FIGS. This is configured such that the rotation angle of the rotary plate can be detected with high accuracy even when "rattle" is generated between the rotary shaft and the rotary plate.

【0003】即ち、図12において、回転軸1にこれと
一体に回転するように回転板2が取着されており、この
回転板2には、回転中心Oに対してらせん状をなす検出
用透光部3が形成されると共にその外周近傍に位置して
所定半径の円環状をなす基準用透光部4が形成されてい
る。
That is, in FIG. 12, a rotary plate 2 is attached to a rotary shaft 1 so as to rotate integrally with the rotary shaft 1, and the rotary plate 2 has a spiral shape with respect to a rotation center O for detection. The light-transmitting portion 3 is formed, and a reference light-transmitting portion 4 is formed near the outer periphery of the light-transmitting portion 3 and has an annular shape with a predetermined radius.

【0004】また、図示しない固定部分には回転板2の
検出用透光部3を挟んで発光ダイオード(以下LEDと
称する)5および検出用半導体位置検出素子(Position
Sensitive Detector :以下PSDと略称する)6が対
向するように配置されると共に、基準用透光部4を挟ん
でLED7および基準用PSD8が対向するように配置
されている。尚、検出用PSD6および基準用PSD8
は、回転板2の半径方向に変化する入射光の位置を検出
するように配置されている。
Further, a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) 5 and a semiconductor position detecting element for detection (Position) sandwiching a light transmitting portion 3 for detection of a rotary plate 2 in a fixed portion (not shown).
Sensitive Detector (hereinafter abbreviated as PSD) 6 is arranged so as to face each other, and LED 7 and reference PSD 8 are arranged so as to face each other with reference light transmitting portion 4 interposed therebetween. The detection PSD 6 and the reference PSD 8
Are arranged to detect the position of incident light that changes in the radial direction of the rotary plate 2.

【0005】電気的構成の概略を示す図13において、
検出用PSD6,基準用PSD8の出力は夫々増幅器
9,10を介して引算器11に与えられる。増幅器9,
10は各PSD6,8から与えられる電流信号S1,S
2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11はそれらの電圧信号V1,V2の差V
12(=V1−V2)を演算して出力するようになって
いる。
In FIG. 13 showing the outline of the electrical configuration,
The outputs of the detection PSD 6 and the reference PSD 8 are given to a subtractor 11 via amplifiers 9 and 10, respectively. Amplifier 9,
10 is the current signals S1 and S provided from the PSDs 6 and 8
2 is amplified and converted into voltage signals V1 and V2 for output, and the subtractor 11 uses the difference V between the voltage signals V1 and V2.
12 (= V1-V2) is calculated and output.

【0006】上記構成によれば、回転板2が回転する
と、これに応じて検出用透光部3および基準用透光部4
が回転移動する。この場合、基準用透光部4は回転板2
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LED7か
ら基準用透光部4を介して基準用PSD8に入射する光
の位置は変動しない。
According to the above construction, when the rotary plate 2 rotates, the detection light transmitting portion 3 and the reference light transmitting portion 4 are correspondingly rotated.
Moves in rotation. In this case, the reference light transmitting portion 4 is the rotating plate 2
Since it is formed in an annular shape with the center of rotation O as the center, the position of the light incident on the reference PSD 8 from the LED 7 through the reference light-transmitting portion 4 is theoretically maintained even in the state of rotational movement. It does not change.

【0007】一方、回転板2の回転に伴って回転移動す
る検出用透光部3はらせん状に形成されているので、そ
の半径方向の距離rは回転角θに対して直線的に変化す
る。つまり、LED5から検出用透光部3を介して検出
用PSD6に入射する光の位置は、回転板2の回転角θ
に応じて連続的に変化するようになる。このとき、検出
用PSD6の受光信号S1は、 S1=A×θ+B …(1) として得られ(但し、式(1)中のA,Bは定数であ
る)、また、基準用PSD8の受光信号S2は、 S2=C(一定) …(2) として得られる。
On the other hand, since the light-transmitting portion for detection 3 which is rotationally moved with the rotation of the rotary plate 2 is formed in a spiral shape, its radial distance r changes linearly with respect to the rotation angle θ. . That is, the position of the light that enters the detection PSD 6 from the LED 5 through the detection light transmitting portion 3 is determined by the rotation angle θ of the rotating plate 2.
It will change continuously according to. At this time, the light reception signal S1 of the detection PSD 6 is obtained as S1 = A × θ + B (1) (where A and B in the equation (1) are constants), and the light reception signal of the reference PSD 8 is obtained. S2 is obtained as S2 = C (constant) (2).

【0008】そして、増幅器9,10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11に与える。引算器1
1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11
から出力されることになる。つまり、式(1),(2)
からS12は、 S12=S1−S2 =A×θ+(B−C) =A×θ+D …(3) となるので、S12即ち引算器11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)。従って、上述のようにし
て引算器11の出力電圧V12の値に基づいて回転板2
の回転角θが図14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°近くまでの広範
囲で回転板2の回転角θを検出することができるのであ
る。
In the amplifiers 9 and 10, the received light receiving signals S1 and S2 are amplified and converted into voltage signals V1 and V2, which are applied to the subtractor 11. Subtractor 1
1 calculates the difference V1-V2 between the applied voltage signals V1 and V2 and outputs it as an output signal V12. Therefore, the subtractor 11 outputs the output signal V12 as a value corresponding to the value S12 (= S1−S2) obtained by subtracting S2 from the light receiving signal S1.
Will be output from. That is, equations (1) and (2)
From S12, S12 = S1-S2 = A * [theta] + (BC) = A * [theta] + D (3), so S12, that is, the output V12 of the subtractor 11 is a value proportional to the rotation angle [theta]. Can be obtained (however D
(= B-C) is a constant). Therefore, as described above, the rotary plate 2 is based on the value of the output voltage V12 of the subtractor 11.
Since the rotation angle θ of the rotary plate 2 can be associated with each other as shown in FIG. 14, the rotation angle θ of the rotary plate 2 can be detected in a wide range from the reference position (0 °) to nearly 360 °.

【0009】そして、回転板2が、回転軸1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と軸受
部分との間で『がた』が生じて回転板1の回転位置が不
安定となっている場合には、各PSD6,8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(1),(2)の関係を満たさなくなる。
The rotary plate 2 is attached at a position eccentric to the rotary shaft 1, or "rattle" is generated between the rotary shaft 1 and the bearing portion, so that the rotary position of the rotary plate 1 is changed. When it is unstable, the received light signals S1 and S2 from the PSDs 6 and 8 both fluctuate unstablely,
The relationships of equations (1) and (2) are no longer satisfied.

【0010】しかしながら、上述のような場合でも、回
転板2に形成された検出用透光部3と基準用透光部4と
の相対的な位置は変動することがないので、PSD6,
8の受光信号S1,S2の値は回転板2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。
However, even in the case as described above, the relative positions of the light-transmitting portion for detection 3 and the light-transmitting portion for reference 4 formed on the rotary plate 2 do not change, so the PSD 6,
The values of the received light signals S1 and S2 of 8 are output as signals obtained by adding or subtracting equally to the extent that the rotating plate 2 is eccentric.

【0011】そこで、いま回転角θにおける回転板2の
偏心による受光信号のずれ成分をΔSとすると、PSD
6,8の受光信号S1,S2は、式(1),(2)か
ら、 S1=A×θ+B+ΔS …(4) S2=C+ΔS …(5) と表わすことができ、これらから引算器11の出力V1
2に相当する信号S12を式(3)に従って求めると、
回転板2の偏心によるずれ成分ΔSは相殺するので、結
局式(3)の結果と同じになる。
Therefore, if the deviation component of the received light signal due to the eccentricity of the rotary plate 2 at the rotation angle θ is ΔS, then PSD
From equations (1) and (2), the received light signals S1 and S2 of 6 and 8 can be expressed as S1 = A × θ + B + ΔS (4) S2 = C + ΔS (5), from which the subtractor 11 Output V1
When the signal S12 corresponding to 2 is obtained according to the equation (3),
Since the deviation component ΔS due to the eccentricity of the rotary plate 2 cancels out, the result is the same as the result of the equation (3).

【0012】つまり、回転板2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3と
基準用透光部4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11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。この結果、
回転板2が偏心していたり回転軸1に『がた』が生じて
いる場合のように検出用透光部3を透過する光の位置が
不安定となるときでも、回転板2の回転角θを広範囲に
渡って正確に検出することができる。
That is, even if there is a deviation component ΔS of the received light signal caused by the eccentricity of the rotary plate 2, the relative positional relationship between the light transmitting portion 3 for detection and the light transmitting portion 4 for reference is unchanged. The deviation component ΔS is canceled by the subtraction in the subtractor 11, and the same detection result as in the normal case where no eccentricity occurs can be obtained. As a result,
Even when the position of the light transmitted through the light-transmitting portion for detection 3 becomes unstable, such as when the rotating plate 2 is eccentric or "rotation" occurs on the rotating shaft 1, the rotation angle θ of the rotating plate 2 Can be accurately detected over a wide range.

【0013】[0013]

【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、次のような不具合がある。
即ち、図14に示したように、検出用透光部3の両端部
3a,3bが位置する回転角0°付近の領域(ア)にお
いて、出力V12の値は急激に変化しているが、その変
化するレベルの範囲は他の領域(イ)の部分の変化する
レベル範囲と同じであるため、その出力V12のレベル
値だけでは回転板2の回転角θを確実に検出することが
できなくなる。
However, the conventional structure as described above has the following problems.
That is, as shown in FIG. 14, in the region (a) near the rotation angle 0 ° where both ends 3a and 3b of the translucent part 3 for detection are located, the value of the output V12 changes rapidly, Since the range of the changing level is the same as the range of the changing level of the other region (a), the rotation angle θ of the rotary plate 2 cannot be reliably detected only by the level value of the output V12. .

【0014】このような不具合を解決するために、例え
ば、その位置に別の検出素子を設けて識別する構成が考
えられるが、これでは、全体として構成が複雑になると
共に、そのコストが高くなってしまう不具合が生ずる。
In order to solve such a problem, for example, it is conceivable to provide another detecting element at that position for identification, but this makes the configuration as a whole complicated and the cost thereof high. There is a problem that causes

【0015】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単且つ安価な構成で回転軸の回転角
θを360°の全領域に渡って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。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is rotation capable of accurately detecting the rotation angle θ of the rotating shaft over the entire region of 360 ° with a simple and inexpensive structure. An object is to provide a corner detecting device.

【0016】[0016]

【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と、この回転板に所定半
径で環状に形成された一定幅の基準用透光部と、前記回
転板に周方向に沿い且つその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一定幅の検出用
透光部と、前記基準用透光部およ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
出する基準用半導体位置検出素子と、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半導体位置検出素子と、これ
ら基準用半導体位置検出素子および検出用半導体位置検
出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、前記回転板に、前記検出用
透光部の両端部の不連続となる角度位置に対応して、該
検出用透光部或は基準用透光部の何れか一方に他の部分
と異なる幅寸法の識別用透光部を設けて構成したところ
に特徴を有する。
A rotation angle detecting device of the present invention includes a rotating plate attached to a rotating shaft, and a reference light transmitting portion of a constant width formed in an annular shape on the rotating plate with a predetermined radius. A detection translucent part having a constant width formed in a shape along the circumferential direction of the rotary plate and in which the distance from the rotation center of the rotary plate continuously changes; and the reference translucent part and the detection transmissive part. A light projecting element that projects light toward a light section, and a light transmitting element that is disposed so as to face the light projecting element with the rotating plate interposed therebetween, receives light that has passed through the reference light transmitting section, and is arranged in a radial direction of the rotating plate. A reference semiconductor position detecting element for detecting a light receiving position and a light transmitting through the detecting translucent portion, which is arranged so as to face the light projecting element with the rotating plate interposed therebetween, and receives light in the radial direction of the rotating plate. A semiconductor position detection element for detection that detects the light receiving position and these reference semiconductor positions. And a calculating means for calculating the rotation angle of the rotating plate based on the light receiving signals from the detecting element and the detecting semiconductor position detecting element, and the rotating plate is discontinuous at both ends of the detecting transparent portion. It is characterized in that either one of the detection light-transmitting portion or the reference light-transmitting portion is provided with an identification light-transmitting portion having a width dimension different from that of the other portion in correspondence with the angular position.

【0017】[0017]

【作用】本発明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その全周に渡って精度良く検出で
きる。即ち、回転板の基準用透光部は所定半径で環状に
形成されているので、投光素子から基準用半導体位置検
出素子に入射される光の受光位置は回転板の回転に拘ら
ずその径方向の位置は一定の位置となる。一方、回転板
の検出用透光部は、その回転中心からの距離が連続的に
変化する形状であるので、検出用投光部の両端部の不連
続点(例えば0°付近)を除いた部分では回転板の回転
に伴ない投光素子から検出用位置検出素子に入射する光
の受光位置が回転角に応じて連続的に変化する。
According to the rotation angle detecting device of the present invention, the rotation angle of the rotary plate can be detected accurately over the entire circumference thereof as follows. That is, since the reference light-transmitting portion of the rotating plate is formed in a ring shape with a predetermined radius, the light receiving position of the light incident from the light projecting element to the reference semiconductor position detecting element is the same regardless of the rotation of the rotating plate. The position in the direction is a fixed position. On the other hand, since the detection light transmitting portion of the rotating plate has a shape in which the distance from the rotation center thereof continuously changes, the discontinuity points (for example, near 0 °) at both ends of the detection light transmitting portion are excluded. In the portion, the light receiving position of the light incident on the detection position detecting element from the light projecting element continuously changes according to the rotation angle as the rotating plate rotates.

【0018】従って、演算手段により、基準用半導体位
置検出素子からの受光信号により検出した位置と、検出
用半導体位置検出素子からの受光信号により検出した位
置との差を演算すると、回転板の回転角に相当する値を
得ることができる。この場合、回転軸と軸受けとの間に
『がた』が生じていたり、回転板と回転軸との間の取付
け状態が偏心状態であっても、回転板の回転角に応じた
基準用透光部と検出用透光部との間の相対的な距離は誤
差が生じないので、回転板の回転角精度良く検出でき
る。
Therefore, when the calculating means calculates the difference between the position detected by the light receiving signal from the reference semiconductor position detecting element and the position detected by the light receiving signal from the detecting semiconductor position detecting element, the rotation of the rotary plate The value corresponding to the angle can be obtained. In this case, even if there is "rattle" between the rotary shaft and the bearing, or the mounting state between the rotary plate and the rotary shaft is eccentric, the reference transparency corresponding to the rotation angle of the rotary plate is generated. Since there is no error in the relative distance between the light section and the light transmitting section for detection, the rotation angle of the rotary plate can be detected with high accuracy.

【0019】そして、検出用投光部の両端部が位置する
不連続点部分においては、検出用半導体位置検出素子に
入射する投光素子からの光の受光位置が急激に変化す
る。このとき、半導体位置検出素子に入射される投光素
子からの光は一般に若干の広がりを持っているので、検
出される信号のレベルは、不連続点の終り(例えば回転
角θが360°よりも少し小さい位置)のレベルから不
連続点の始まり(回転角θが0°の位置)のレベルまで
略連続的に変化する。
Then, at the discontinuous point portion where both ends of the detecting light projecting portion are located, the light receiving position of the light from the light projecting element incident on the detecting semiconductor position detecting element changes abruptly. At this time, since the light from the light projecting element incident on the semiconductor position detecting element generally has a slight spread, the level of the detected signal is at the end of the discontinuous point (for example, when the rotation angle θ is 360 ° or more). Change to a level at which the discontinuity begins (position where the rotation angle θ is 0 °).

【0020】しかして、この不連続点部分においては、
基準用透光部或は検出用透光部のいずれかに他の部分と
異なる幅寸法の識別用投光部が形成されているので、そ
のときの全入射光のレベルが変化することになる。そこ
で、この識別用透光部を介して入射される光の量を検出
することにより、回転板の回転位置が不連続点部分(回
転角が0°付近)にあることが識別でき、これにより、
演算手段から出力される信号が前述の場合と同じレベル
であってもこれを区別することができ、従って、回転板
の全周に渡ってその回転角を精度良く検出できる。
However, at this discontinuous point portion,
Since the identification light projecting portion having a width dimension different from that of the other portion is formed on either the reference light transmitting portion or the detection light transmitting portion, the level of all incident light at that time changes. . Therefore, it is possible to identify that the rotation position of the rotating plate is at the discontinuous point portion (rotation angle is near 0 °) by detecting the amount of light incident through the light transmitting portion for identification. ,
Even if the signal output from the computing means has the same level as in the case described above, this can be distinguished, and therefore, the rotation angle can be accurately detected over the entire circumference of the rotary plate.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の第1の実施例について図1な
いし図4を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0022】即ち、縦断側面を示す図2において、回転
軸21はケース22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21には円盤状の回転板23が固定され
ている。この回転板23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24が形成されている。
That is, in FIG. 2 showing the longitudinal side surface, the rotary shaft 21 is pivotally supported by the case 22, which rotates in accordance with the rotation of the detection target (not shown). A disc-shaped rotary plate 23 is fixed to the rotary shaft 21. The rotary plate 23 is mainly composed of a transparent member such as glass or plastic, and a metal film such as chromium is deposited on the surface thereof to form an opaque layer 24.

【0023】この不透明層24は部分的にエッチング処
理により除去されており、図1にも示すように、検出用
透光部25および基準用透光部26が形成されている。
この基準用透光部26は、回転板23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25は、基準用透光部26の内側に位置し回転板
23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。この関係を式で表わすと、 r=a×θ+b …(6) のようになり、ここでa,bは検出用透光部25の形状
によって決まる定数である。
The opaque layer 24 is partially removed by etching, and as shown in FIG. 1, a light transmitting portion 25 for detection and a light transmitting portion 26 for reference are formed.
The reference light transmitting portion 26 is formed in an annular shape at a position with a predetermined radius from the rotation center O of the rotating plate 23. Further, the light-transmitting portion 25 for detection is located inside the light-transmitting portion 26 for reference, and the distance r with respect to the rotation center of the rotating plate 23 is the reference position (θ = 0 °).
It is formed so as to continuously change in proportion to the rotation angle θ from. When this relationship is expressed by an equation, r = a × θ + b (6), where a and b are constants determined by the shape of the light-transmitting portion 25 for detection.

【0024】そして、基準位置(θ=0°)に相当する
部分では、検出用透光部25が上述の式(6)の関係と
なっていることから、その両端部25a,25bとの間
つまり回転角θが360°近傍から0°に至る部分で不
連続となっている。基準用透光部26には、この検出用
透光部25の不連続部分に対応する位置に、幅寸法が他
の部分よりも大きくした識別用透光部16aが形成され
ている。
At the portion corresponding to the reference position (θ = 0 °), the detection light transmitting portion 25 has the relationship of the above-mentioned equation (6), and therefore, the distance between the both ends 25a and 25b thereof. In other words, the rotation angle θ is discontinuous in the portion from near 360 ° to 0 °. The reference light-transmitting portion 26 has an identification light-transmitting portion 16a formed at a position corresponding to the discontinuous portion of the detection light-transmitting portion 25, the width dimension of which is larger than that of the other portions.

【0025】投光素子たる発光ダイオード(以下、LE
Dと称す)27,28はケース22内部の上面に配設さ
れ、検出用半導体位置検出素子(以下、検出用PSDと
称す)29および基準用半導体位置検出素子(以下、基
準用PSDと称す)30は、回転板23の径方向に対す
る受光位置を検出するようにケース22内部の下面に配
設されている。そして、LED27と検出用PSD29
とは回転板23の検出用透光部25を挟んで対向するよ
うに配置され、LED28と基準用PSD30とは回転
板23の基準用透光部26を挟んで対向するように配置
されている。
A light emitting diode (hereinafter referred to as LE
D) 27 and 28 are provided on the upper surface inside the case 22, and a detection semiconductor position detection element (hereinafter referred to as detection PSD) 29 and a reference semiconductor position detection element (hereinafter referred to as reference PSD). 30 is arranged on the lower surface inside the case 22 so as to detect the light receiving position in the radial direction of the rotary plate 23. Then, the LED 27 and the PSD for detection 29
Are arranged so as to face each other with the detection transparent portion 25 of the rotary plate 23 interposed therebetween, and the LED 28 and the reference PSD 30 are arranged so as to face each other with the reference transparent portion 26 of the rotary plate 23 interposed therebetween. .

【0026】さて、図3は電気的なブロック構成を示す
ものであり、検出用PSD29において、その一方の出
力端子は電流電圧変換回路31を介して加算器32の一
方の入力端子に接続され、他方の出力端子は電流電圧変
換回路33を介して加算器32の他方の入力端子に接続
されると共に減算器34の一方の入力端子に接続されて
いる。電流電圧変換回路31および33は、それぞれ、
検出用PSD29から入力される検出電流I1およびI
2を電圧信号V1およびV2に変換して出力するもの
で、加算器32はこれらの電圧信号V1,V2の和を演
算して電圧信号VTa(=V1+V2)として出力す
る。
Now, FIG. 3 shows an electrical block configuration. In the detection PSD 29, one output terminal thereof is connected to one input terminal of the adder 32 via the current-voltage conversion circuit 31, The other output terminal is connected to the other input terminal of the adder 32 via the current-voltage conversion circuit 33 and is also connected to one input terminal of the subtractor 34. The current-voltage conversion circuits 31 and 33 are respectively
Detection currents I1 and I input from the detection PSD 29
2 is converted into voltage signals V1 and V2 and output, and the adder 32 calculates the sum of these voltage signals V1 and V2 and outputs it as a voltage signal VTa (= V1 + V2).

【0027】帰還回路35の一方の入力端子は加算器3
2の出力端子に接続され、他方の入力端子は基準電圧発
生回路36の出力端子に接続され、基準電圧VSが与え
られるようになっている。この帰還回路35の出力端子
はLED27を介してアースされており、LED27に
通電電流IL1を与えるようになっている。この場合、
帰還回路35は、加算器32からの電圧信号VTaの値
が基準電圧VSと等しくなるようにLED27への通電
電流IL1を制御する。
One input terminal of the feedback circuit 35 is an adder 3
The second input terminal is connected to the output terminal of the reference voltage generating circuit 36, and the other input terminal is connected to the output terminal of the reference voltage generating circuit 36 so that the reference voltage VS is applied. The output terminal of the feedback circuit 35 is grounded via the LED 27 so that the LED 27 is supplied with a conducting current IL1. in this case,
The feedback circuit 35 controls the conduction current IL1 to the LED 27 so that the value of the voltage signal VTa from the adder 32 becomes equal to the reference voltage VS.

【0028】次に、基準用PSD30において、その一
方の出力端子は電流電圧変換回路37を介して加算器3
8の一方の入力端子に接続され、他方の出力端子は電流
電圧変換回路39を介して加算器38の他方の入力端子
に接続されると共に減算器34の他方の入力端子に接続
されている。電流電圧変換回路37および39は、それ
ぞれ、基準用PSD30から入力される検出電流I3お
よびI4を電圧信号V3およびV4に変換して出力する
もので、加算器38はこれらの電圧信号V3,V4の和
を演算して電圧信号VTb(=V3+V4)として出力
する。
Next, in the reference PSD 30, one of its output terminals is connected to the adder 3 via the current-voltage conversion circuit 37.
8 is connected to one input terminal, and the other output terminal is connected to the other input terminal of the adder 38 via the current-voltage conversion circuit 39 and the other input terminal of the subtractor 34. The current-voltage conversion circuits 37 and 39 convert the detection currents I3 and I4 input from the reference PSD 30 into voltage signals V3 and V4, respectively, and output the voltage signals V3 and V4. The adder 38 outputs the voltage signals V3 and V4. The sum is calculated and output as a voltage signal VTb (= V3 + V4).

【0029】帰還回路40の一方の入力端子は加算器3
8の出力端子に接続され、他方の入力端子は基準電圧発
生回路36の出力端子に接続され、基準電圧VSが与え
られるようになっている。この帰還回路40の出力端子
は、LED28および電流検出抵抗41を介してアース
されており、LED28に通電電流IL2を与えるよう
になっている。この場合、帰還回路40は、加算器38
からの電圧信号VTbの値が基準電圧VSと等しくなる
ように、LED28への通電電流IL2を制御する。
One input terminal of the feedback circuit 40 is an adder 3
8 is connected to the output terminal, and the other input terminal is connected to the output terminal of the reference voltage generation circuit 36 so that the reference voltage VS is applied. The output terminal of the feedback circuit 40 is grounded via the LED 28 and the current detection resistor 41 so that the LED 28 is supplied with a conduction current IL2. In this case, the feedback circuit 40 uses the adder 38.
The energizing current IL2 to the LED 28 is controlled so that the value of the voltage signal VTb from the LED becomes equal to the reference voltage VS.

【0030】減算器34は、電流電圧変換回路33が出
力する電圧信号V2から電流電圧変換回路39が出力す
る電圧信号V4の値を引き算してその結果を検出電圧V
D(=V2−V4)として出力するようになっている。
尚、LED28と電流検出抵抗41との共通接続点は回
転領域識別端子Pとされ、LED28および電流検出抵
抗41に流れる電流IL2に応じて電流検出抵抗41の
端子電圧VJが出力されるようになっている。
The subtractor 34 subtracts the value of the voltage signal V4 output from the current-voltage conversion circuit 39 from the voltage signal V2 output from the current-voltage conversion circuit 33, and the result is detected voltage V.
The data is output as D (= V2-V4).
The common connection point between the LED 28 and the current detection resistor 41 is the rotation area identification terminal P, and the terminal voltage VJ of the current detection resistor 41 is output according to the current IL2 flowing through the LED 28 and the current detection resistor 41. ing.

【0031】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。図示しない検出対象の回転に伴って回転
軸21,回転板23が回転すると、これに応じて検出用
透光部25及び基準用透光部26が回転移動する。この
場合、基準用透光部26は回転板23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LED28から基準用透光部2
6を介して基準用PSD30に入射する光の位置は変動
しない。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. When the rotary shaft 21 and the rotary plate 23 rotate with the rotation of the detection target (not shown), the detection light transmitting portion 25 and the reference light transmitting portion 26 rotate and move accordingly. In this case, since the reference light-transmitting portion 26 is formed in an annular shape centering on the rotation center O of the rotary plate 23, in principle, even when the reference light-transmitting portion 26 rotates, the LED 28 causes the reference light-transmitting portion 2 to rotate.
The position of the light incident on the reference PSD 30 via 6 does not change.

【0032】また、回転板23の回転に伴って回転移動
する検出用透光部25は式(6)に示した関係で径方向
の距離が変化するらせん状に形成されているので、LE
D27から検出用透光部25を介して検出用PSD29
に入射する光の位置は、回転板23の回転角θが0°付
近の領域を除いて連続的に変化するようになる。
Further, since the light-transmitting portion for detection 25, which rotates with the rotation of the rotary plate 23, is formed in a spiral shape in which the distance in the radial direction changes according to the relationship shown in the equation (6), LE
PSD 29 for detection from D27 through the translucent part 25 for detection
The position of the light incident on is continuously changed except for the region where the rotation angle θ of the rotary plate 23 is near 0 °.

【0033】この場合、回転板23の回転角θが0°付
近では、検出用透光部25の両端部25a,25bが位
置する不連続点であるので、検出用PSD29に入射す
る光の位置は連続的に変化しない。このため、本実施例
では、基準用透光部26に識別用透光部26aを設けた
構成としており、この部分の検出については、後述す
る。以下には、まず、回転板23の回転角θが0°付近
を除いた領域について説明する。
In this case, when the rotation angle θ of the rotary plate 23 is near 0 °, it is a discontinuity point where both ends 25a and 25b of the light transmitting part 25 for detection are located, and therefore the position of the light incident on the PSD 29 for detection is determined. Does not change continuously. Therefore, in this embodiment, the reference light-transmitting portion 26 is provided with the identification light-transmitting portion 26a, and the detection of this portion will be described later. In the following, first, the region except the rotation angle θ of the rotary plate 23 near 0 ° will be described.

【0034】いま、回転板23の回転角θに応じて、検
出用PSD29の受光面にLED27から入射する光の
位置d1は、半径方向に変位する値として式(6)から
求められ、A,Bを定数とすると、 d1=Aθ+B …(7) と表わすことができる。
Now, according to the rotation angle θ of the rotating plate 23, the position d1 of the light incident from the LED 27 on the light receiving surface of the detecting PSD 29 is obtained from the equation (6) as a value which is displaced in the radial direction, and A, If B is a constant, it can be expressed as d1 = Aθ + B (7).

【0035】また、基準用PSD30の受光面にLED
28から入射する光の位置d2は、上述のように回転板
23の回転角θに関わらず一定の位置であるので、Cを
定数とすると、 d2=C …(8) と表わすことができる。
Further, an LED is provided on the light receiving surface of the reference PSD 30.
Since the position d2 of the light incident from 28 is a constant position regardless of the rotation angle θ of the rotary plate 23 as described above, when C is a constant, it can be expressed as d2 = C (8).

【0036】一方、検出用PSD29の検出電流I1,
I2は、それぞれ電流電圧変換回路31,33を介して
電圧信号V1,V2として加算器32に入力され、それ
らの和の電圧信号VTaとして帰還回路35に入力され
る。これにより、帰還回路35は、電圧信号VTaの値
が基準電圧VSよりも大きいときにはその差の電圧分を
減じるようにLED27に通電するようになり、小さい
ときにはその差の電圧分を増加させるようにLED27
に通電する。これにより、検出用PSD29に入射され
るLED27からの光の全受光量に相当する出力電流I
1,I2の和(I1+I2)の値は常に一定となるよう
に制御される。
On the other hand, the detection current I1, of the detection PSD 29,
I2 is input to the adder 32 as voltage signals V1 and V2 via the current-voltage conversion circuits 31 and 33, respectively, and is input to the feedback circuit 35 as a voltage signal VTa of the sum thereof. Thus, the feedback circuit 35 energizes the LED 27 so as to reduce the difference voltage when the value of the voltage signal VTa is larger than the reference voltage VS, and increases the difference voltage when the value is smaller. LED27
Energize. As a result, the output current I corresponding to the total amount of light received from the LED 27 that is incident on the detection PSD 29 is obtained.
The value of the sum (I1 + I2) of 1 and I2 is controlled to be always constant.

【0037】また、全く同様にして、基準用PSD30
の検出電流I3,I4は、それぞれ電流電圧変換回路3
8,40を介して電圧信号V3,V4として加算器38
に入力され、それらの和の電圧信号VTbとして帰還回
路40に入力される。これにより、帰還回路40は、電
圧信号VTbの値が基準電圧VSの値に対応して略一定
となるようにLED28に通電電流を制御するようにな
る。そして、基準用PSD30に入射されるLED28
からの光の全受光量に相当する出力電流I3,I4の和
(I3+I4)の値は常に(I1+I2)と等しく且つ
一定となるように制御される。
In the same manner, the reference PSD 30
Detected currents I3 and I4 of the current-voltage conversion circuit 3 respectively.
8 and 40 to adder 38 as voltage signals V3 and V4.
Is input to the feedback circuit 40 as a voltage signal VTb of the sum thereof. As a result, the feedback circuit 40 controls the energizing current to the LED 28 so that the value of the voltage signal VTb becomes substantially constant corresponding to the value of the reference voltage VS. Then, the LED 28 incident on the reference PSD 30
The value of the sum (I3 + I4) of the output currents I3 and I4 corresponding to the total amount of received light from is always controlled to be equal to (I1 + I2) and constant.

【0038】これにより、電流電圧変換回路33から出
力される信号電圧V2により検出位置d1に相当する値
が得られ、電流電圧変換回路39から出力される電圧信
号V4により検出位置d2に相当する値が得られる。従
って、これらの差を演算する減算器34から出力される
電圧信号VD(=V2−V4)は、検出位置d1からd
2を引いた距離に相当する値として得ることができる。
As a result, a value corresponding to the detection position d1 is obtained by the signal voltage V2 output from the current-voltage conversion circuit 33, and a value corresponding to the detection position d2 is obtained by the voltage signal V4 output from the current-voltage conversion circuit 39. Is obtained. Therefore, the voltage signal VD (= V2-V4) output from the subtractor 34 that calculates the difference between them is the detection positions d1 to d.
It can be obtained as a value corresponding to the distance obtained by subtracting 2.

【0039】この結果、電圧信号VDを検出することに
より、式(7),式(8)から、 d1−d2=A×θ+(B−C) =A×θ+D …(9) となるので、減算器34から出力される電圧信号VD
は、回転板23の回転角θに比例している値として得ら
れるのである(但し、式(9)中、D(=B−C)は定
数である)。
As a result, by detecting the voltage signal VD, from the equations (7) and (8), d1-d2 = A × θ + (BC) = A × θ + D (9) Voltage signal VD output from the subtractor 34
Is obtained as a value proportional to the rotation angle θ of the rotary plate 23 (however, in the equation (9), D (= B−C) is a constant).

【0040】従って、上述のようにして減算器34の出
力電圧VD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、基準位置で
ある回転角θが0°付近を除いた他の範囲において回転
板13の回転角θを検出することができるのである。
Therefore, the rotation angle θ of the rotary plate 13 is determined based on the value of the output voltage VD of the subtractor 34 as described above.
Since they can be associated with each other, the rotation angle θ of the rotary plate 13 can be detected in a range other than the reference position where the rotation angle θ is around 0 °.

【0041】ところで、回転板23が、回転軸21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2
1がケース22の軸受部分との間で『がた』が生じて回
転板23の回転位置が不安定となっている場合には、各
PSD29,30からの受光信号V2,V4が共に不安
定に変動するようになって、式(7),(8)の関係を
満たさなくなる。
By the way, the rotary plate 23 is attached at a position eccentric to the rotary shaft 21 or the rotary shaft 2
When the rotational position of the rotary plate 23 becomes unstable due to "rattle" between the bearing No. 1 and the bearing portion of the case 22, the light receiving signals V2 and V4 from the PSDs 29 and 30 are both unstable. As a result, the relationship of equations (7) and (8) cannot be satisfied.

【0042】しかしながら、上述のような場合でも、回
転板23に形成された検出用透光部25と基準用透光部
26との相対的な位置は変動することがないので、PS
D29,30の受光信号V2,V4の値は回転板23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。
However, even in the above-mentioned case, the relative positions of the light-transmitting portion for detection 25 and the light-transmitting portion for reference 26 formed on the rotary plate 23 do not change, and therefore PS
The values of the received light signals V2 and V4 of D29 and 30 are output as signals obtained by adding or subtracting equally to the extent that the rotating plate 23 is eccentric.

【0043】そこで、いま回転角θにおける回転板23
の偏心による受光信号のずれ成分をΔdとすると、PS
D29,30の受光信号V2,V4は、式(7),
(8)から、 d1=A×θ+B+Δd …(10) d2=C+Δd …(11) と表わすことができ、これらから減算器34から出力さ
れる電圧信号VDに相当する電圧信号VD′を式(9)
に代入して求めると、回転板23の偏心によるずれ成分
Δdは相殺されるので、結果として式(9)で示した値
と同じ値が得られる。
Therefore, the rotary plate 23 at the rotation angle θ now.
Let Δd be the deviation component of the received light signal due to the eccentricity of
The received light signals V2 and V4 of D29 and 30 are expressed by the equations (7),
From (8), it can be expressed as d1 = A × θ + B + Δd (10) d2 = C + Δd (11), from which a voltage signal VD ′ corresponding to the voltage signal VD output from the subtractor 34 can be expressed by the equation (9). )
, The deviation component Δd due to the eccentricity of the rotary plate 23 is canceled, and as a result, the same value as the value shown in the equation (9) is obtained.

【0044】つまり、回転板23の偏心により生じた受
光信号のずれ成分Δdがある場合でも、検出用透光部2
5と基準用透光部26との相対的な位置関係は不変であ
るので、ずれ成分Δdは減算器34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。
That is, even if there is a deviation component Δd of the received light signal caused by the eccentricity of the rotary plate 23, the light transmitting portion 2 for detection is used.
Since the relative positional relationship between 5 and the reference light transmitting portion 26 is unchanged, the deviation component Δd is canceled by the subtraction in the subtractor 34, which is the same as in the normal case where no eccentricity occurs. The detection result can be obtained.

【0045】さて、次に、回転板23が基準位置である
回転角θ=0°付近では、次のようにして回転角θが検
出される。即ち、この領域においては、検出用PSD2
9に入射するLED27からの光の受光位置が検出用透
光部25の両端部25a,25b間を急激に移動するこ
とになる。
Next, when the rotary plate 23 is near the reference position of the rotation angle θ = 0 °, the rotation angle θ is detected as follows. That is, in this area, the detection PSD 2
The light receiving position of the light from the LED 27 which is incident on 9 is abruptly moved between the both end portions 25a and 25b of the detection light transmitting portion 25.

【0046】この場合、発光ダイオードの光は一般に若
干の広がりがあるので、この領域におけるLED27の
光は、検出用透光部25の一端部25aを介して検出用
PSD29に入射している光と他端部25bを介して検
出用PSD29に入射する光との量が回転板23の回転
に伴って徐々に変化するようになる。従って、このとき
の検出用PSD29に受光された信号に基づいて減算器
34から得られる電圧信号VDは、図4にも示すよう
に、急激ではあるが直線的に変化する。
In this case, since the light of the light emitting diode generally spreads a little, the light of the LED 27 in this region is the same as the light incident on the PSD for detection 29 through the one end 25a of the light transmitting portion for detection 25. The amount of light incident on the detection PSD 29 via the other end 25b gradually changes as the rotary plate 23 rotates. Therefore, the voltage signal VD obtained from the subtractor 34 on the basis of the signal received by the detecting PSD 29 at this time changes linearly as shown in FIG.

【0047】このような電圧信号VDの変化は、回転板
23の回転角θが0°付近を除いた前述の変化領域と同
じであるから、電圧信号VDの値のみからでは回転角θ
を特定することはできない。そこで、回転領域識別端子
Pから与えられる端子電圧VJに基づいて、回転板23
の回転領域を次のようにして識別する。
Since such a change in the voltage signal VD is the same as the above-described change region except for the rotation angle θ of the rotary plate 23 near 0 °, the rotation angle θ is obtained only from the value of the voltage signal VD.
Cannot be specified. Therefore, based on the terminal voltage VJ given from the rotation area identification terminal P, the rotation plate 23
The rotation area of is identified as follows.

【0048】即ち、前述のように、基準用PSD30の
検出電流I3,I4は、その和(I3+I4)の値が常
に一定となるように帰還回路40により制御されてい
る。一方、回転板23の回転角θが0°付近にあるとき
には、基準用PSD30に対して基準用透光部26は識
別用透光部26aが位置するようになる。識別用透光部
26aの幅寸法は他の部分よりも広くなっているので、
LED28から入射される光の量が増加されることにな
る。
That is, as described above, the detection currents I3 and I4 of the reference PSD 30 are controlled by the feedback circuit 40 so that the value of the sum (I3 + I4) is always constant. On the other hand, when the rotation angle θ of the rotary plate 23 is near 0 °, the identification light-transmitting portion 26a of the reference light-transmitting portion 26 is positioned with respect to the reference PSD 30. Since the width of the light-transmitting portion 26a for identification is wider than the other portions,
The amount of light incident from the LED 28 will be increased.

【0049】すると、基準用PSD30の検出電流の和
(I3+I4)の値が大きくなるので、帰還回路40
は、基準用PSD30に入射する光の量を基準電圧VS
に相当する値に減少させるべく、LED28への通電電
流IL2を低下させるように制御する。LED28への
通電電流IL2が低下すると、電流検出抵抗41の端子
電圧が低下するので、回転領域識別端子Pに現れる端子
電圧VJは、図4(a)に示すように、回転角θが0°
付近の領域で低いレベルになる。従って、回転領域識別
端子Pに現れる端子電圧VJのレベルが低下していると
きには、回転板23の回転角θが0°付近の領域にある
ことが識別でき、これにより、電圧信号VDの値に基づ
いて回転板23の回転角θを検出することができる。
Then, the value of the sum (I3 + I4) of the detection currents of the reference PSD 30 becomes large, so that the feedback circuit 40
Represents the amount of light incident on the reference PSD 30 by the reference voltage VS.
In order to reduce the current to a value corresponding to, the energizing current IL2 to the LED 28 is controlled to be reduced. Since the terminal voltage of the current detection resistor 41 decreases when the current IL2 supplied to the LED 28 decreases, the terminal voltage VJ appearing at the rotation region identification terminal P has a rotation angle θ of 0 ° as shown in FIG. 4A.
Low level in nearby areas. Therefore, when the level of the terminal voltage VJ appearing at the rotation area identification terminal P is decreasing, it can be identified that the rotation angle θ of the rotary plate 23 is in the vicinity of 0 °, and thus the value of the voltage signal VD is determined. Based on this, the rotation angle θ of the rotary plate 23 can be detected.

【0050】このように、本実施例においては、回転板
23に形成した検出用透光部25の不連続点の位置つま
り両端部25a,25bに対応して、基準用透光部26
に他の部分よりも幅寸法を広くした識別用透光部26a
を設け、この部分でのLED28から基準用PSD30
への光の量が変化するのを電流検出抵抗41により検出
して識別可能としたので、減算器34からの電圧信号V
Dの値だけでは検出できない回転角θが0°付近の領域
でも、他の検出器等を設けることなく簡単な構成で確実
に検出できる。
As described above, in this embodiment, the reference light-transmitting portion 26 corresponds to the position of the discontinuous point of the light-transmitting portion 25 for detection formed on the rotary plate 23, that is, both ends 25a and 25b.
The light-transmitting portion for identification 26a having a wider width than other portions.
Is provided, and the PSD 28 for reference is changed from the LED 28 in this portion.
The change in the amount of light to the detector is detected by the current detection resistor 41 so that it can be identified. Therefore, the voltage signal V from the subtractor 34 is changed.
Even in a region where the rotation angle θ cannot be detected only by the value of D, it is possible to surely detect with a simple structure without providing another detector or the like.

【0051】また、本実施例においては、帰還回路35
および40を設け、加算器32および38を介して与え
られる電圧信号VTaおよびVTbに基づいてLED2
7および28の通電電流を制御して検出用PSD29お
よび基準用PSD30に入射する光の量を常に等しく一
定となるように構成したので、検出用PSD29および
基準用PSD30から出力される各一方の電圧信号V2
およびV4をそのまま検出位置に比例する値として用い
ることができる。従って、回転軸21と回転板23との
間に『がた』等がある場合でも、高価で且つ煩雑な調整
を要する割算器を不要とした構成で、精度良く回転軸2
1の回転角θを検出することができ、安価で且つ調整の
必要がない簡単な構成で製作できる。
Further, in this embodiment, the feedback circuit 35
And 40 are provided, and based on the voltage signals VTa and VTb provided through the adders 32 and 38, the LED2
Since the currents of 7 and 28 are controlled so that the amounts of light incident on the detection PSD 29 and the reference PSD 30 are always equal and constant, one voltage of each of the voltages output from the detection PSD 29 and the reference PSD 30 is output. Signal V2
And V4 can be used as they are as a value proportional to the detection position. Therefore, even when there is "rattle" between the rotary shaft 21 and the rotary plate 23, the rotary shaft 2 can be accurately constructed with a structure that does not require a divider that is expensive and requires complicated adjustment.
Since the rotation angle θ of 1 can be detected, it can be manufactured with a simple structure that is inexpensive and does not require adjustment.

【0052】図5および図6は本発明の第2の実施例を
示すもので、以下、第1の実施例と異なる部分について
説明する。即ち、図5において、電流検出抵抗41とL
ED28との共通接続点を比較器42を介して回転領域
識別端子Pに接続して構成したもので、その比較器42
の基準入力端子には基準電圧VKが与えられるようにな
っている。
FIG. 5 and FIG. 6 show the second embodiment of the present invention, and the portions different from the first embodiment will be described below. That is, in FIG. 5, the current detection resistor 41 and L
The common connection point with the ED 28 is connected to the rotation area identification terminal P via the comparator 42.
The reference voltage VK is applied to the reference input terminal of.

【0053】これにより、第1の実施例における回転領
域識別端子Pに与えられた電流検出抵抗41の端子電圧
に代えて、そのレベル変化に応じて図6に示すようなデ
ジタル的な信号S1として比較器42からの出力を得る
ことができる。これにより、回転板23の回転領域を識
別することができ、従って、第1の実施例と同様の効果
が得られると共に、その識別をデジタル的に行なうこと
ができる。
As a result, instead of the terminal voltage of the current detection resistor 41 given to the rotation area identifying terminal P in the first embodiment, a digital signal S1 as shown in FIG. The output from the comparator 42 can be obtained. As a result, the rotation area of the rotary plate 23 can be identified. Therefore, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the identification can be performed digitally.

【0054】図7および図8は本発明の第3の実施例を
示すもので、以下、第1の実施例と異なる部分について
説明する。即ち、図7は電気的なブロック構成を示して
おり、LED27,28は所定の直流電源VCから一定
電流が供給され、一定の光強度で発光する。検出用PS
D29の一方の出力電流I1は電流電圧変換回路43を
介して電圧信号V1に変換された後、加算器44および
減算器45の各入力端子に入力される。また、検出用P
SD29の他方の出力電流I2は電流電圧変換回路46
を介して電圧信号V2に変換された後、加算器44およ
び減算器45の各入力端子に入力されるようになってい
る。
FIGS. 7 and 8 show a third embodiment of the present invention, and the portions different from the first embodiment will be described below. That is, FIG. 7 shows an electrical block configuration, and the LEDs 27 and 28 are supplied with a constant current from a predetermined DC power source VC and emit light with a constant light intensity. PS for detection
One output current I1 of D29 is converted into a voltage signal V1 via the current-voltage conversion circuit 43, and then input to the input terminals of the adder 44 and the subtractor 45. Also, for detection P
The other output current I2 of SD29 is the current-voltage conversion circuit 46.
After being converted into the voltage signal V2 via the input terminal, the voltage signal is input to the input terminals of the adder 44 and the subtractor 45.

【0055】割算器47は、減算器45から与えられる
検出電流の差(I1−I2)に相当する電圧信号VDa
(=V1−V2)を、加算器44から与えられる検出電
流の和(I1+I2)つまり全受光量に相当する電圧信
号VTa(=V1+V2)で除算し、この結果を電圧信
号VAとして出力する。一方、基準用PSD30の一方
の出力電流I3は電流電圧変換回路48を介して電圧信
号V3に変換された後、加算器49および減算器50の
各入力端子に入力される。また、基準用PSD8の他方
の出力電流I4は電流電圧変換回路51を介して電圧信
号V4に変換された後、加算器49および減算器50の
各入力端子に入力されるようになっている。尚、加算器
49の出力端子は回転領域検出端子Qにも接続されてい
る。
The divider 47 has a voltage signal VDa corresponding to the difference (I1-I2) between the detected currents supplied from the subtractor 45.
(= V1-V2) is divided by the sum (I1 + I2) of the detected currents given from the adder 44, that is, the voltage signal VTa (= V1 + V2) corresponding to the total amount of received light, and the result is output as the voltage signal VA. On the other hand, one output current I3 of the reference PSD 30 is converted into a voltage signal V3 via the current-voltage conversion circuit 48, and then input to the input terminals of the adder 49 and the subtractor 50. The other output current I4 of the reference PSD 8 is converted into a voltage signal V4 via the current-voltage conversion circuit 51, and then input to the input terminals of the adder 49 and the subtractor 50. The output terminal of the adder 49 is also connected to the rotation area detection terminal Q.

【0056】割算器52は、減算器50から与えられる
検出電流の差(I3−I4)に相当する電圧信号VDb
(=V3−V4)を,加算器49から与えられる検出電
流の和(I3+I4)つまり全受光量に相当する電圧信
号VTb(=V3+V4)で除算し、その結果を電圧信
号VBとして出力する。減算器53は、割算器47が出
力する電圧信号VAから割算器52が出力する電圧信号
VBを引き算して出力するもので、これにより回転角θ
に対応する電圧信号VD(=VA−VB)を得るように
なっている。
The divider 52 outputs a voltage signal VDb corresponding to the difference (I3-I4) in the detected currents supplied from the subtractor 50.
(= V3−V4) is divided by the sum (I3 + I4) of the detected currents supplied from the adder 49, that is, the voltage signal VTb (= V3 + V4) corresponding to the total amount of received light, and the result is output as the voltage signal VB. The subtracter 53 subtracts the voltage signal VB output by the divider 52 from the voltage signal VA output by the divider 47 and outputs the subtracted voltage signal VB.
To obtain a voltage signal VD (= VA-VB).

【0057】上記構成によれば、前記第1の実施例と同
様にして回転板23の回転角θに対応する検出用透光部
25の位置および基準用透光部26の位置が検出用PS
D29および基準用PSD30によりそれぞれ検出され
る。これにより、減算器53から回転板23の回転角θ
に対応した電圧信号VDを得る(図8参照)。そして、
回転板23の回転角θの値が0°付近の領域にあるとき
には、基準用透光部26の識別用透光部26aを介して
LED28からの光が基準用PSD30に入射されるた
め、全体の受光電流が増加する。従って、加算器49の
出力する電圧信号VTbも、図8に示すように、この領
域においては大きくなるので、回転領域検出端子Qにお
いてこれを検出すれば、回転板23の回転領域を識別で
きる。
According to the above construction, the positions of the light transmitting portion 25 for detection and the light transmitting portion 26 for reference corresponding to the rotation angle θ of the rotary plate 23 are the same as in the first embodiment.
D29 and the reference PSD 30 detect each. Thereby, the rotation angle θ of the rotary plate 23 from the subtractor 53
To obtain the voltage signal VD (see FIG. 8). And
When the value of the rotation angle θ of the rotary plate 23 is in the vicinity of 0 °, the light from the LED 28 is incident on the reference PSD 30 via the identification light transmitting portion 26a of the reference light transmitting portion 26, and therefore the entire The light receiving current of increases. Therefore, since the voltage signal VTb output from the adder 49 also becomes large in this area as shown in FIG. 8, if the rotation area detection terminal Q detects this, the rotation area of the rotary plate 23 can be identified.

【0058】図9および図10は本発明の第4の実施例
を示すもので、以下、第3の実施例と異なる部分につい
て説明する。即ち、図9において、加算器49の出力端
子を比較器54を介して回転領域識別端子Qに接続して
構成したもので、その比較器54の基準入力端子には基
準電圧VKが与えられるようになっている。これによ
り、第3の実施例における回転領域識別端子Qに与えら
れた加算器49からの電圧信号VTbに代えて、そのレ
ベル変化に応じた図10に示すようなデジタル的な信号
S2として比較器54からの出力を得ることができる。
これにより、回転板23の回転領域を識別することがで
き、従って、第3の実施例と同様の効果が得られると共
に、その識別をデジタル的に行なうことができる。
FIGS. 9 and 10 show a fourth embodiment of the present invention, and the portions different from the third embodiment will be described below. That is, in FIG. 9, the output terminal of the adder 49 is connected to the rotation region identification terminal Q via the comparator 54, and the reference voltage VK is applied to the reference input terminal of the comparator 54. It has become. As a result, instead of the voltage signal VTb from the adder 49 given to the rotation area identification terminal Q in the third embodiment, a comparator is provided as a digital signal S2 as shown in FIG. The output from 54 can be obtained.
As a result, the rotating area of the rotary plate 23 can be identified. Therefore, the same effect as that of the third embodiment can be obtained, and the identification can be performed digitally.

【0059】図11は本発明の第5の実施例を示すもの
で、以下、第1の実施例と異なる部分について説明す
る。即ち、このものは、第1の実施例における基準用透
光部26に設けた識別用透光部26aに代えて、図11
に示すように、検出用透光部25の両端部に他の部分よ
り幅寸法が広く形成された識別用透光部25c,25d
を設けて構成したものである。そして、このような構成
によっても、第1の実施例と同様にして、検出用透光部
25の両端部に対応する回転角θが0°付近の領域にお
いては、検出用PSD29に入射する光が増加するのを
抑制するようにLED27の投光量を減少するように制
御されるので、その通電電流の変化により、回転板23
の回転領域を識別することができ、従って、上記各実施
例と同様の作用効果が得られる。
FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described. That is, this one is replaced with the identification light transmitting portion 26a provided in the reference light transmitting portion 26 in the first embodiment, and instead of FIG.
As shown in FIG. 5, the light-transmitting portions for detection 25c and 25d are formed at both ends of the light-transmitting portion for detection 25 having a width dimension wider than other portions.
Is provided. With this configuration, as in the first embodiment, the light incident on the detection PSD 29 is generated in the region where the rotation angle θ corresponding to both ends of the detection light transmitting portion 25 is near 0 °. Is controlled so as to reduce the light projection amount of the LED 27 so as to suppress the increase of the electric current.
It is possible to identify the rotation area of the above, and therefore, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained.

【0060】尚、上記各実施例においては、識別用透光
部として他の部分よりも幅寸法が大きくなる識別透光部
26aを設ける構成としたが、これに限らず、例えば、
他の部分よりも幅寸法が小さい識別用透光部を形成して
も同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the identification light transmitting portion 26a having a width dimension larger than that of the other portions is provided as the identification light transmitting portion. However, the present invention is not limited to this.
The same effect can be obtained by forming the identification translucent portion having a width dimension smaller than that of the other portion.

【0061】また、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27,28を夫々検出用
PSD29および基準用PSD30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PSD29,30に投光するようにしても良
い。
Further, in each of the above embodiments, the two light emitting diodes 27 and 28 are provided as the light projecting elements so as to correspond to the detecting PSD 29 and the reference PSD 30, respectively, but the invention is not limited to this. Light may be emitted to both PSDs 29 and 30 by one light emitting diode.

【0062】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。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the optical system device is not interposed between the light projecting element and the light receiving element, but an optical system device such as a lens is used if necessary. Of course, it is good.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明の回転角検出装置によれば、検出
用透光部の両端部の不連続となる角度位置に対応して、
回転板の検出用透光部或は基準用透光部の何れか一方に
他の部分と異なる幅寸法の識別用透光部を形成したの
で、検出用投光部の両端部の不連続点部分においては、
識別用投光部を介して入射する光の全入射光のレベルが
他の部分の入射光のレベルに対して変化することによ
り、回転板の回転位置が不連続点部分(回転角が0°付
近)にあることが識別でき、従って、簡単且つ安価な構
成で、回転板の全周に渡ってその回転角を精度良く検出
できるという優れた効果を奏する。
According to the rotation angle detecting device of the present invention, the rotation angle detecting device is capable of corresponding to the discontinuous angular positions of both ends of the light transmitting portion for detection.
Since a discriminating translucent portion having a different width dimension from the other portion is formed on either the translucent portion for detection or the translucent portion for reference of the rotating plate, the discontinuity points at both ends of the transmissive portion for detection are formed. In part,
Since the total incident light level of the light incident through the identification light projecting unit changes with respect to the incident light levels of other portions, the rotation position of the rotating plate is a discontinuous point portion (rotation angle is 0 °. Therefore, it is possible to identify the rotation angle of the rotary plate over the entire circumference of the rotary plate with a simple and inexpensive structure, which is an excellent effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す平面図FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】縦断側面図[Figure 2] Vertical side view

【図3】電気的なブロック構成図FIG. 3 is an electrical block configuration diagram.

【図4】信号の出力状態を示す説明図FIG. 4 is an explanatory diagram showing a signal output state.

【図5】本発明の第2の実施例を示す図3相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 3 showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図4相当図FIG. 6 is a view corresponding to FIG.

【図7】本発明の第3の実施例を示す図3相当図FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 3 showing a third embodiment of the present invention.

【図8】図4相当図FIG. 8 is a view corresponding to FIG.

【図9】本発明の第4の実施例を示す図3相当図FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 3 showing a fourth embodiment of the present invention.

【図10】図4相当図FIG. 10 is a view corresponding to FIG.

【図11】本発明の第5の実施例を示す図1相当図FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 1 showing a fifth embodiment of the present invention.

【図12】従来例を示す図1相当図FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example.

【図13】電気的なブロック構成図FIG. 13 is an electrical block configuration diagram.

【図14】図4相当図FIG. 14 is a view corresponding to FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21は回転軸、23は回転板、25は検出用透光部、2
5c,25d,26aは識別用透光部、26は基準用透
光部、27,28はLED(投光素子)、29は検出用
PSD(検出用半導体位置検出素子)、30は基準用P
SD(基準用半導体位置検出素子)、31,33,3
7,39,43,46,48,51は電流電圧変換回
路、32,38,44,49は加算器、34,45,5
0は減算器、35,40は帰還回路、36は基準電圧発
生回路、41は電流検出抵抗、42,54は比較器、4
7,52は割算器である。
Reference numeral 21 is a rotating shaft, 23 is a rotating plate, 25 is a light transmitting portion for detection, and 2
5c, 25d, and 26a are light-transmitting parts for identification, 26 is a light-transmitting part for reference, 27 and 28 are LEDs (light projecting elements), 29 is PSD for detection (semiconductor position detecting element for detection), and 30 is reference P.
SD (reference semiconductor position detecting element), 31, 33, 3
7, 39, 43, 46, 48, 51 are current-voltage conversion circuits, 32, 38, 44, 49 are adders, 34, 45, 5
0 is a subtractor, 35 and 40 are feedback circuits, 36 is a reference voltage generation circuit, 41 is a current detection resistor, 42 and 54 are comparators, 4
7, 52 are dividers.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸に取着された回転板と、この回転
板に所定半径で環状に形成された一定幅の基準用透光部
と、前記回転板に周方向に沿い且つその回転板の回転中
心からの距離が連続的に変化する形状に形成された一定
幅の検出用透光部と、前記基準用透光部および検出用透
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半導体位置検出素子と、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半導体位置検出素
子と、これら基準用半導体位置検出素子および検出用半
導体位置検出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、前記回転板
は、前記検出用透光部の両端部の不連続となる角度位置
に対応して、該検出用透光部或は基準用透光部の何れか
一方に他の部分と異なる幅寸法の識別用透光部が形成さ
れていることを特徴とする回転角検出装置。
1. A rotary plate attached to a rotary shaft, a reference light-transmitting portion of a constant width formed in an annular shape on the rotary plate with a predetermined radius, and the rotary plate along the circumferential direction of the rotary plate. A detection light-transmitting portion having a constant width formed in a shape in which the distance from the rotation center of the light-transmission portion is continuous, and a light-projecting element that projects light toward the reference light-transmitting portion and the detection light-transmitting portion, A reference semiconductor position detecting element that is arranged so as to face the light projecting element with the rotating plate interposed therebetween and receives light transmitted through the reference light transmitting portion and detects a light receiving position in the radial direction of the rotating plate, A semiconductor position detecting element for detection, which is arranged so as to face the light projecting element with the rotating plate interposed therebetween, receives light transmitted through the light transmitting portion for detection, and detects a light receiving position in the radial direction of the rotating plate, These reference semiconductor position detecting elements and detecting semiconductor position detecting elements Calculating means for calculating the rotation angle of the rotary plate based on the received light signal, the rotary plate corresponding to the discontinuous angular positions of both ends of the detection light-transmitting part, A rotation angle detecting device, wherein an identification light transmitting portion having a width dimension different from that of other portions is formed on either one of the detection light transmitting portion or the reference light transmitting portion.
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