JPH0695027B2 - 光ロータリーエンコーダ - Google Patents
光ロータリーエンコーダInfo
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- JPH0695027B2 JPH0695027B2 JP1279258A JP27925889A JPH0695027B2 JP H0695027 B2 JPH0695027 B2 JP H0695027B2 JP 1279258 A JP1279258 A JP 1279258A JP 27925889 A JP27925889 A JP 27925889A JP H0695027 B2 JPH0695027 B2 JP H0695027B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
- H03M1/308—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental with additional pattern means for determining the absolute position, e.g. reference marks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
- G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
- G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転角に応じた角度信号と、０度を表す基準
位置信号に基づいてパルススケールの回転角を検出する
光ロータリーエンコーダに関する。
位置信号に基づいてパルススケールの回転角を検出する
光ロータリーエンコーダに関する。
例えば、自動車エンジンのスパークプラグの点火時期を
調整したり、また点火時期を回転数に応じて変化させよ
うとする場合に、エンジンのクランク角を検出する手段
として光ロータリーエンコーダが使用されている。
調整したり、また点火時期を回転数に応じて変化させよ
うとする場合に、エンジンのクランク角を検出する手段
として光ロータリーエンコーダが使用されている。
この光ロータリーエンコーダは、第４図に示すように、
パルススケール１に、角度検出用のコードパターンC
1と、基準位置検出用のコードパターンC2が、同心的に
２列形成されて、同時に２種類のパルス信号が出力され
るように成されている。
パルススケール１に、角度検出用のコードパターンC
1と、基準位置検出用のコードパターンC2が、同心的に
２列形成されて、同時に２種類のパルス信号が出力され
るように成されている。
したがって、従来は、２つの発光素子51及び52から、夫
々２本の発光用光ファイバ53及び54を介して、各コード
パターンC1及びC2に光を照射させ、これらから出力され
る光パルス信号を、受光用光ファイバ55及び56を介して
別々の受光素子57及び58で光電変換させることにより、
角度信号S1と基準位置信号S2を検出していた。
々２本の発光用光ファイバ53及び54を介して、各コード
パターンC1及びC2に光を照射させ、これらから出力され
る光パルス信号を、受光用光ファイバ55及び56を介して
別々の受光素子57及び58で光電変換させることにより、
角度信号S1と基準位置信号S2を検出していた。
そして、例えば６気筒エンジンの場合は、気筒判別を行
うために、パルススケール１が60度回転するごとに基準
位置信号S2が出力されるようにコードパターンC2を形成
し、当該基準位置信号S2のパルスが入力された後の角度
信号S1のパルス数によって、点火のタイミングを調整す
るように成されている。
うために、パルススケール１が60度回転するごとに基準
位置信号S2が出力されるようにコードパターンC2を形成
し、当該基準位置信号S2のパルスが入力された後の角度
信号S1のパルス数によって、点火のタイミングを調整す
るように成されている。
なお、パルススケール１の回転軸はエンジンのクランク
シャフトに連結され、熱や振動に弱い発光素子51及び52
や受光素子57及び58などの電子部品を備えた制御装置59
は、エンジンから離れた運転席のダッシュボード内に配
設され、エンジンの熱や振動の影響を直接受けないよう
に保護されている。
シャフトに連結され、熱や振動に弱い発光素子51及び52
や受光素子57及び58などの電子部品を備えた制御装置59
は、エンジンから離れた運転席のダッシュボード内に配
設され、エンジンの熱や振動の影響を直接受けないよう
に保護されている。
しかしながら、発光素子51及び52,受光素子57及び58を
２つずつ設けると、これらに発光用光ファイバ53及び54
や受光用光ファイバ55及び56を接続する個々の光コネク
タが太いので、制御装置59を狭いダッシュボード内に収
納することが困難であるという問題があった。
２つずつ設けると、これらに発光用光ファイバ53及び54
や受光用光ファイバ55及び56を接続する個々の光コネク
タが太いので、制御装置59を狭いダッシュボード内に収
納することが困難であるという問題があった。
すなわち、光パルス信号は、「１」「０」信号しか出力
されないため、従来、角度信号と基準位置信号の２種類
の情報を得るためには、パルススケール１に２列のコー
ドパターンを形成して２系列の光学系を設けなければな
らず、そのため発光素子51及び52,受光素子57及び58を
２つずつ設けなければならず、接続部を小型化すること
ができないという問題があった。
されないため、従来、角度信号と基準位置信号の２種類
の情報を得るためには、パルススケール１に２列のコー
ドパターンを形成して２系列の光学系を設けなければな
らず、そのため発光素子51及び52,受光素子57及び58を
２つずつ設けなければならず、接続部を小型化すること
ができないという問題があった。
また、素子数が多いと、これに付随して部品点数が多く
なり、組立に手間がかかるばかりでなく、コストが嵩む
という問題もあった。
なり、組立に手間がかかるばかりでなく、コストが嵩む
という問題もあった。
そこで、本発明は、パルススケールに１列のコードパタ
ーンを設けるだけで、角度信号と基準位置信号の２種類
の情報を１つの光パルス信号から得ることができるよう
にして、部品点数の減少によるコストダウンを図り、さ
らに光ファイバと制御装置との接続部も小型化すること
を課題としている。
ーンを設けるだけで、角度信号と基準位置信号の２種類
の情報を１つの光パルス信号から得ることができるよう
にして、部品点数の減少によるコストダウンを図り、さ
らに光ファイバと制御装置との接続部も小型化すること
を課題としている。
この課題を解決するために、本発明は、パルススケール
の回転によって、その回転角に応じた角度信号と、０度
を表す基準位置信号が光パルス信号として出力され、こ
れら角度信号と基準位置信号に基づいてパルススケール
の回転角を検出するように成された光ロータリーエンコ
ーダにおいて、前記パルススケールの円周方向に沿って
形成されたコードパターンの透光部又は光反射部のう
ち、基準位置信号を出力する特定の透光部又は光反射部
を除くその他の透光部又は光反射部が透過光又は反射光
を減衰させるように形成されて、角度信号及び基準位置
信号となるピークレベルの高い光信号波と、角度信号と
なるピークレベルの低い光信号波とが混在して出力さ
れ、当該光信号波を光電変換して得られた電気信号波
を、しきい値となる基準電圧によりパルス波に整形処理
して「１」「０」を判別するように成され、前記角度信
号の基準電圧が低い方のピークレベルよりもさらに低く
設定され、基準位置信号の基準電圧が、高い方のピーク
レベルと低い方のピークレベルの中間に設定され、前記
基準電圧によりピークレベルの高い信号波を整形処理し
たときのパルス幅がピークレベルの低い信号波を整形処
理したときのパルス幅と等しくなるように、前記パルス
スケールの特定の透光部又は光反射部がその他の透光部
又は光反射部よりも幅狭に形成されていることを特徴と
している。
の回転によって、その回転角に応じた角度信号と、０度
を表す基準位置信号が光パルス信号として出力され、こ
れら角度信号と基準位置信号に基づいてパルススケール
の回転角を検出するように成された光ロータリーエンコ
ーダにおいて、前記パルススケールの円周方向に沿って
形成されたコードパターンの透光部又は光反射部のう
ち、基準位置信号を出力する特定の透光部又は光反射部
を除くその他の透光部又は光反射部が透過光又は反射光
を減衰させるように形成されて、角度信号及び基準位置
信号となるピークレベルの高い光信号波と、角度信号と
なるピークレベルの低い光信号波とが混在して出力さ
れ、当該光信号波を光電変換して得られた電気信号波
を、しきい値となる基準電圧によりパルス波に整形処理
して「１」「０」を判別するように成され、前記角度信
号の基準電圧が低い方のピークレベルよりもさらに低く
設定され、基準位置信号の基準電圧が、高い方のピーク
レベルと低い方のピークレベルの中間に設定され、前記
基準電圧によりピークレベルの高い信号波を整形処理し
たときのパルス幅がピークレベルの低い信号波を整形処
理したときのパルス幅と等しくなるように、前記パルス
スケールの特定の透光部又は光反射部がその他の透光部
又は光反射部よりも幅狭に形成されていることを特徴と
している。
本発明によれば、パルススケールの円周方向に沿って形
成されたコードパターンの透光部又は光反射部のうち、
基準位置信号を出力する特定の透光部又は光反射部を除
くその他の透光部又は光反射部が透過光又は反射光を減
衰させるように形成されているので、角度信号としてピ
ークレベルの低い光信号波が出力され、そのうち基準位
置信号と重複する部分がピークレベルの高い光信号波と
なり、強弱の異なる光信号波が混在する形式で出力され
る。
成されたコードパターンの透光部又は光反射部のうち、
基準位置信号を出力する特定の透光部又は光反射部を除
くその他の透光部又は光反射部が透過光又は反射光を減
衰させるように形成されているので、角度信号としてピ
ークレベルの低い光信号波が出力され、そのうち基準位
置信号と重複する部分がピークレベルの高い光信号波と
なり、強弱の異なる光信号波が混在する形式で出力され
る。
そして、角度信号及び基準位置信号の２種類の情報が混
在した光信号波を光電変換して得られた電気信号波を、
しきい値となる基準電圧と比較してパルス波形に整形処
理する。
在した光信号波を光電変換して得られた電気信号波を、
しきい値となる基準電圧と比較してパルス波形に整形処
理する。
このとき、角度信号の基準電圧は低い方のピークレベル
よりさらに低い所定の値に設定されているので、すべて
のパルスは角度信号として検出される。
よりさらに低い所定の値に設定されているので、すべて
のパルスは角度信号として検出される。
また、基準位置信号の基準電圧は、高い方のピークレベ
ルと低い方のピークレベルの中間に設定されているの
で、パルススケールの特定の透光部又は光反射部から出
力された高いピークレベルのパルスが入力されたときの
み基準位置信号が検出される。
ルと低い方のピークレベルの中間に設定されているの
で、パルススケールの特定の透光部又は光反射部から出
力された高いピークレベルのパルスが入力されたときの
み基準位置信号が検出される。
すなわち、１つの発光素子から出力された光を１つのコ
ードパターンに照射することにより、ピークレベルの高
い部分と低い部分とからなる２種類の情報を含んだ１系
統の光パルス信号を出力させ、１つの受光素子で検出し
た信号を角度信号と基準位置信号に分離することができ
る。
ードパターンに照射することにより、ピークレベルの高
い部分と低い部分とからなる２種類の情報を含んだ１系
統の光パルス信号を出力させ、１つの受光素子で検出し
た信号を角度信号と基準位置信号に分離することができ
る。
したがって、発光素子や受光素子を１つにすることがで
き、部品点数を減少させることにより組立の手間が減少
してコストダウンを図ることができると共に、発光用光
ファイバや受光用光ファイバと制御装置との接続部の小
型化を図ることができる。
き、部品点数を減少させることにより組立の手間が減少
してコストダウンを図ることができると共に、発光用光
ファイバや受光用光ファイバと制御装置との接続部の小
型化を図ることができる。
さらに、パルススケールの特定の透光部又は光反射部
は、特定の透光部又は光反射部から出力されたピークレ
ベルの高い信号波を角度信号の基準電圧で波形処理した
ときのパルス幅が、その他の透光部又は光反射部から出
力されたピークレベルの低い信号波を整形処理したとき
のパルス幅と等しくなるように幅狭に形成されているの
で、信号波のピークレベルの高低にかかわらず、角度信
号のパルス周期に対するパススケールの回転角は常に等
しく、非常に精度よく角度検出を行うことができる。
は、特定の透光部又は光反射部から出力されたピークレ
ベルの高い信号波を角度信号の基準電圧で波形処理した
ときのパルス幅が、その他の透光部又は光反射部から出
力されたピークレベルの低い信号波を整形処理したとき
のパルス幅と等しくなるように幅狭に形成されているの
で、信号波のピークレベルの高低にかかわらず、角度信
号のパルス周期に対するパススケールの回転角は常に等
しく、非常に精度よく角度検出を行うことができる。
以下、本発明を、図面に示す具体的な実施例に基づいて
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すフローシート、第２図
はその要部を示す部分拡大図、第３図は信号波形とパル
ス幅の関係を示すグラフである。
はその要部を示す部分拡大図、第３図は信号波形とパル
ス幅の関係を示すグラフである。
本例は、透過型の光ロータリーエンコーダに適用した場
合を示し、パルススケール１には、その円周方向に沿っ
て透光部となるスリット2,2…を所定間隔で設けたコー
ドパターンC0が形成されている。
合を示し、パルススケール１には、その円周方向に沿っ
て透光部となるスリット2,2…を所定間隔で設けたコー
ドパターンC0が形成されている。
そして、例えば６気筒エンジンのクランク角センサとし
て使用する場合、スリット2,2…は、60度間隔で形成さ
れて基準位置信号S2を出力する特定のスリット2aを除く
その他のスリット２に透過光を減衰させる減衰膜が形成
されている。
て使用する場合、スリット2,2…は、60度間隔で形成さ
れて基準位置信号S2を出力する特定のスリット2aを除く
その他のスリット２に透過光を減衰させる減衰膜が形成
されている。
すなわち、コードパターンC0は、例えば、円形のガラス
板で成るパルススケール１の表面にクロムを蒸着させ、
スリット２の部分は蒸着されるクロムの膜厚をコントロ
ールして減衰膜に形成され、前記特定のスリット2aは、
クロムが蒸着されず、ガラス地のまま露出されている。
板で成るパルススケール１の表面にクロムを蒸着させ、
スリット２の部分は蒸着されるクロムの膜厚をコントロ
ールして減衰膜に形成され、前記特定のスリット2aは、
クロムが蒸着されず、ガラス地のまま露出されている。
したがって、スリット２を透して角度信号S1となるピー
クレベルP1の低い光パルス信号が出力されると共に、特
定のスリット2aを透して角度信号S1及び基準位置信号S2
となるピークレベルP2の高い光パルス信号が一定の周期
で出力され、強弱の異なる信号が混在する一系統の光パ
ルス信号として出力される。
クレベルP1の低い光パルス信号が出力されると共に、特
定のスリット2aを透して角度信号S1及び基準位置信号S2
となるピークレベルP2の高い光パルス信号が一定の周期
で出力され、強弱の異なる信号が混在する一系統の光パ
ルス信号として出力される。
また、特定のスリット2aの幅Waは、その他のスリット２
の幅Ｗに比して狭く形成され、その信号波は、第３図に
示すように裾の部分においてその幅がその他のスリット
２から出力された信号よりも狭く、中腹部分で一致す
る。
の幅Ｗに比して狭く形成され、その信号波は、第３図に
示すように裾の部分においてその幅がその他のスリット
２から出力された信号よりも狭く、中腹部分で一致す
る。
なお、隣接する各スリット2,2…の中心線の中心角は、
スリット2,2…の幅にかかわらず、一定であり、特定の
スリット2aを幅狭に形成することにより信号波のピーク
位置が偏ることはない。
スリット2,2…の幅にかかわらず、一定であり、特定の
スリット2aを幅狭に形成することにより信号波のピーク
位置が偏ることはない。
したがって、これを光電変換して得られた信号も同様の
波形となり、角度信号S1のしきい値となる基準電圧V
1を、特定のスリット2aから出力される信号波形の幅ta
と、その他のスリット２から出力される信号波形の幅ｔ
が等しくなるレベルに設定することにより、パルス周期
に対してパルススケール１の回転角が常に等しいパルス
信号が得られる。
波形となり、角度信号S1のしきい値となる基準電圧V
1を、特定のスリット2aから出力される信号波形の幅ta
と、その他のスリット２から出力される信号波形の幅ｔ
が等しくなるレベルに設定することにより、パルス周期
に対してパルススケール１の回転角が常に等しいパルス
信号が得られる。
制御装置３には、一対の発光素子４及び受光素子５が配
設され、一端を発光素子４及び受光素子５に接続した発
光用光ファイバ６及び受光用光ファイバ７の他端側が、
前記コードパターンC0に対向して配設されている。
設され、一端を発光素子４及び受光素子５に接続した発
光用光ファイバ６及び受光用光ファイバ７の他端側が、
前記コードパターンC0に対向して配設されている。
受光素子５は、角度信号S1の「０」「１」を判別する信
号処理部８と、基準位置信号S2の「０」「１」を判別す
る信号処理部９に接続されている。
号処理部８と、基準位置信号S2の「０」「１」を判別す
る信号処理部９に接続されている。
そして、信号処理部８及び９に、基準電圧設定回路8a及
び9aが、夫々接続されている。
び9aが、夫々接続されている。
角度信号S1の信号処理部８の基準電圧V1は、角度信号S1
のみが入力された場合の低いピークレベルP1よりもさら
に低く設定され、当該基準電圧V1より高いレベルの信号
が「１」と判断される。
のみが入力された場合の低いピークレベルP1よりもさら
に低く設定され、当該基準電圧V1より高いレベルの信号
が「１」と判断される。
また、基準位置信号S2の信号処理部９の基準電圧V2は、
角度信号S1及び基準位置信号S2のピークが同時に入力さ
れた場合のピークレベルP2より低く、角度信号S1のみが
入力された場合のピークレベルP1より高く設定され、当
該基準電圧V2より高いレベルの信号が「１」と判断され
る。
角度信号S1及び基準位置信号S2のピークが同時に入力さ
れた場合のピークレベルP2より低く、角度信号S1のみが
入力された場合のピークレベルP1より高く設定され、当
該基準電圧V2より高いレベルの信号が「１」と判断され
る。
したがって、第３図に示すように、受光素子５に角度信
号S1及び基準位置信号S2が重畳されて入力された光信号
波を光電変換して、各信号処理部８及び９によって、角
度信号S1と、基準位置信号S2とに分離することができ
る。
号S1及び基準位置信号S2が重畳されて入力された光信号
波を光電変換して、各信号処理部８及び９によって、角
度信号S1と、基準位置信号S2とに分離することができ
る。
なお、10は角度信号S1を基準位置信号S2と参照しなが
ら、カウントして回転角度を算出する演算装置である。
ら、カウントして回転角度を算出する演算装置である。
以上が、本発明の一例構成であって次にその作用につい
て説明する。
て説明する。
まず、発光素子４から出力された光をコードパターンC0
に照射する発光用光ファイバ６と、コードパターンC0か
ら出力される光パルス信号を受光素子５に導く受光用光
ファイバ７を、コネクタ（図示せず）によって制御装置
３に一括接続する。
に照射する発光用光ファイバ６と、コードパターンC0か
ら出力される光パルス信号を受光素子５に導く受光用光
ファイバ７を、コネクタ（図示せず）によって制御装置
３に一括接続する。
すなわち、発光素子４及び受光素子５は一対で足りるの
で、これにより、発光素子４及び受光素子５に光ファイ
バ６及び７を接続するコネクタを小型化することができ
るから、制御装置３を狭いダッシュボード内に余裕をも
って設置することができると共に、制御装置３と光ファ
イバ６及び７の接続作業が極めて簡単になる。
で、これにより、発光素子４及び受光素子５に光ファイ
バ６及び７を接続するコネクタを小型化することができ
るから、制御装置３を狭いダッシュボード内に余裕をも
って設置することができると共に、制御装置３と光ファ
イバ６及び７の接続作業が極めて簡単になる。
そして、パルススケール１には、角度信号S1及び基準位
置信号S2を重畳した光信号波を出力させるコードパター
ンC0が形成されているので、角度信号S1としてピークレ
ベルの低い光信号波が出力され、そのうち基準位置信号
S2と重複する部分が特定のスリット2aからピークレベル
の高い光信号波として出力される。
置信号S2を重畳した光信号波を出力させるコードパター
ンC0が形成されているので、角度信号S1としてピークレ
ベルの低い光信号波が出力され、そのうち基準位置信号
S2と重複する部分が特定のスリット2aからピークレベル
の高い光信号波として出力される。
そして、これら２種類の情報を含んだ光信号波を受光素
子５で光電変換することにより得られたパルス信号が、
角度信号S1の「１」「０」を判別する信号処理部８と、
基準位置信号S2の「１」「０」を判別する信号処理部９
に入力される。
子５で光電変換することにより得られたパルス信号が、
角度信号S1の「１」「０」を判別する信号処理部８と、
基準位置信号S2の「１」「０」を判別する信号処理部９
に入力される。
信号処理部８では、基準電圧V1が低い方のピークレベル
P1よりさらに低く設定されているので、すべてのスリッ
ト2,2…から出力された信号波をパルス波形に整形処理
して、検出することができる。
P1よりさらに低く設定されているので、すべてのスリッ
ト2,2…から出力された信号波をパルス波形に整形処理
して、検出することができる。
このとき、各スリット2,2…の幅が全て等しい場合に
は、特定のスリット2aから出力された角度信号S1のパル
ス幅taが拡がってしまうので（第３図鎖線図示）、その
部分だけパルス周期に対するパルススケール１の回転角
が他の部分と異なり、検出角度の精度が低下するおそれ
があるが、本発明ではこの点をも解決している。
は、特定のスリット2aから出力された角度信号S1のパル
ス幅taが拡がってしまうので（第３図鎖線図示）、その
部分だけパルス周期に対するパルススケール１の回転角
が他の部分と異なり、検出角度の精度が低下するおそれ
があるが、本発明ではこの点をも解決している。
すなわち、特定のスリット2aから出力された信号波を角
度信号S1の基準電圧V1に基づいて整形したパルスの幅
が、その他のスリット2,2から出力された信号波を整形
したパルス幅と等しくなるように特定のスリット2a自体
が幅狭に形成されると共に、基準電圧V1が、特定のスリ
ット2aから出力されたピークレベルの高い信号波の幅と
その他のスリット２から出力されたピークレベルの低い
信号波の幅が一致するレベルに設定されている。
度信号S1の基準電圧V1に基づいて整形したパルスの幅
が、その他のスリット2,2から出力された信号波を整形
したパルス幅と等しくなるように特定のスリット2a自体
が幅狭に形成されると共に、基準電圧V1が、特定のスリ
ット2aから出力されたピークレベルの高い信号波の幅と
その他のスリット２から出力されたピークレベルの低い
信号波の幅が一致するレベルに設定されている。
したがって、その基準電圧V1より整形処理された角度信
号は、ピークレベルの高低にかかわらず等しいパルス幅
で出力され、また、隣接するスリット2,2…の中心線同
士の中心角は全て等しいので、角度信号S1のパルス周期
に対するパルススケール１の回転角は常に等しく、回転
角に対応したパルス数の角度信号が出力され、角度信号
S1のパルス周期に基づいて、パルススケール１の一周36
0度を正確に検出することができる。
号は、ピークレベルの高低にかかわらず等しいパルス幅
で出力され、また、隣接するスリット2,2…の中心線同
士の中心角は全て等しいので、角度信号S1のパルス周期
に対するパルススケール１の回転角は常に等しく、回転
角に対応したパルス数の角度信号が出力され、角度信号
S1のパルス周期に基づいて、パルススケール１の一周36
0度を正確に検出することができる。
また、信号処理部９では、基準位置信号S2のしきい値と
なる基準電圧V2の値が、特定のスリット2aから出力され
た信号波のみを検出し得るように、高いピークレベルP2
と、低いピークレベルP1の中間に設定されているから、
ピークレベルの高い信号のみを基準位置信号S2として検
出することができる。
なる基準電圧V2の値が、特定のスリット2aから出力され
た信号波のみを検出し得るように、高いピークレベルP2
と、低いピークレベルP1の中間に設定されているから、
ピークレベルの高い信号のみを基準位置信号S2として検
出することができる。
そして、角度信号S1及び基準位置信号S2は、前記信号処
理部８及び９において夫々のピークレベルP1，P2の差に
応じて設定された前記基準電圧V1，V2に基づいて波形整
形処理され、パルス信号として演算装置10に入力され
る。
理部８及び９において夫々のピークレベルP1，P2の差に
応じて設定された前記基準電圧V1，V2に基づいて波形整
形処理され、パルス信号として演算装置10に入力され
る。
なお、演算装置10では、例えば、基準位置信号「１」が
２つ連続して入力された場合には０度と判断し、連続し
てない場合には60度ごとに出力される気筒判別信号と判
断すると共に、基準位置信号S2を参照しながら角度信号
S1をカウントし、１パルス周期に対する回転角を積算し
てパルススケール１の回転角を検出する。
２つ連続して入力された場合には０度と判断し、連続し
てない場合には60度ごとに出力される気筒判別信号と判
断すると共に、基準位置信号S2を参照しながら角度信号
S1をカウントし、１パルス周期に対する回転角を積算し
てパルススケール１の回転角を検出する。
このように、角度信号S1と基準位置信号S2を１系統の信
号から取り出すことができるので、発光素子４及び受光
素子５や、発光用光ファイバ６及び受光用光ファイバ７
は１つずつで足り、部品点数を減少させてコストダウン
を図ることができると同時に、コネクタの小型化を図る
ことができる。
号から取り出すことができるので、発光素子４及び受光
素子５や、発光用光ファイバ６及び受光用光ファイバ７
は１つずつで足り、部品点数を減少させてコストダウン
を図ることができると同時に、コネクタの小型化を図る
ことができる。
なお、実施例においては、透過型の光ロータリーエンコ
ーダについて説明したが、本発明はこれに限らず、光反
射型の光ロータリーエンコーダに適用することもでき、
この場合は、基準位置信号を出力する特定の光反射部の
反射率を高く、前記特定の光反射部を除く他の光反射部
の反射率を低く形成すると共に、前記特定の光反射部を
他の光反射部よりも幅狭に形成すればよい。
ーダについて説明したが、本発明はこれに限らず、光反
射型の光ロータリーエンコーダに適用することもでき、
この場合は、基準位置信号を出力する特定の光反射部の
反射率を高く、前記特定の光反射部を除く他の光反射部
の反射率を低く形成すると共に、前記特定の光反射部を
他の光反射部よりも幅狭に形成すればよい。
反射率を低くする手段としては任意の手段を適用するこ
とができ、例えば、光反射部の表面を粗することによっ
て反射光強度を低くしたり、光反射部が光照射域と重な
る部分の面積を狭くすることによって反射光強度を弱く
すればよい。
とができ、例えば、光反射部の表面を粗することによっ
て反射光強度を低くしたり、光反射部が光照射域と重な
る部分の面積を狭くすることによって反射光強度を弱く
すればよい。
以上述べたように、本発明によれば、パルススケールに
形成された１つのコードパターンから、角度信号と基準
位置信号の２種類の情報を、光の強度の異なる１系統の
信号として出力するようにしているので、これに光を照
射する発光素子や、光パルス信号を検出する受光素子が
一対で済み、部品点数を減少してコトスダウンを図るこ
とができると同時に、組立や光ファイバの接続が容易と
なり、さらに素子数が減少したので、光ファイバと制御
装置との接続部を小型化にすることができ、狭い場所に
も制御装置を設置することが極めて容易となる。
形成された１つのコードパターンから、角度信号と基準
位置信号の２種類の情報を、光の強度の異なる１系統の
信号として出力するようにしているので、これに光を照
射する発光素子や、光パルス信号を検出する受光素子が
一対で済み、部品点数を減少してコトスダウンを図るこ
とができると同時に、組立や光ファイバの接続が容易と
なり、さらに素子数が減少したので、光ファイバと制御
装置との接続部を小型化にすることができ、狭い場所に
も制御装置を設置することが極めて容易となる。
さらにまた、パルス周期に対する回転角が常に等しい角
度信号を出力させることができるので、高精度で角度を
検出することができるという優れた効果がある。
度信号を出力させることができるので、高精度で角度を
検出することができるという優れた効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すフローシート、第２図
はその要部を示す部分拡大図、第３図信号波形とパルス
幅の関係を示すグラフ、第４図は従来の光ロータリーエ
ンコーダを示すフローシートである。 符号の説明 １…パルススケール、 2,2a…スリット（透光部）、３…制御装置、 ４…発光素子、５…受光素子、 ６…発光用光ファイバ、７…受光用光ファイバ、 ８…角度信号の信号処理部、 ９…基準位置信号の信号処理部、10…演算装置、 S1…角度信号、S2…基準位置信号、 C0…コードパターン、 V1…角度信号の基準電圧 V2…基準位置信号の基準電圧 P1…低い方のピークレベル、 P2…高い方のピークレベル。
はその要部を示す部分拡大図、第３図信号波形とパルス
幅の関係を示すグラフ、第４図は従来の光ロータリーエ
ンコーダを示すフローシートである。 符号の説明 １…パルススケール、 2,2a…スリット（透光部）、３…制御装置、 ４…発光素子、５…受光素子、 ６…発光用光ファイバ、７…受光用光ファイバ、 ８…角度信号の信号処理部、 ９…基準位置信号の信号処理部、10…演算装置、 S1…角度信号、S2…基準位置信号、 C0…コードパターン、 V1…角度信号の基準電圧 V2…基準位置信号の基準電圧 P1…低い方のピークレベル、 P2…高い方のピークレベル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 和男 東京都東久留米市八幡町１丁目２番９号 株式会社オプテックディディ・メルコ・ラ ボラトリー内 (72)発明者 黒沢 善 東京都東久留米市八幡町１丁目２番９号 株式会社オプテックディディ・メルコ・ラ ボラトリー内 (72)発明者 上田 敦 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電機 株式会社姫路製作所内 (72)発明者 松村 政美 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電機 株式会社姫路製作所内 (56)参考文献 特開 昭64−59012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−143958（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−99221（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−137523（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】パルススケール（１）の回転によって、そ
の回転角に応じた角度信号（S1）と、０度を表す基準位
置信号（S2）が光パルス信号として出力され、これら角
度信号（S1）と基準位置信号（S2）に基づいてパルスス
ケール（１）の回転角を検出するように成された光ロー
タリーエンコーダにおいて、前記パルススケール（１）
の円周方向に沿って形成されたコードパターン（C0）の
透光部（２）又は光反射部のうち、基準位置信号（S2）
を出力する特定の透光部（2a）又は光反射部を除くその
他の透光部（２）又は光反射部が透過光又は反射光を減
衰させるように形成されて、角度信号（S1）及び基準位
置信号（S2）となるピークレベルの高い光信号波と、角
度信号（S1）となるピークレベルの低い光信号波とが混
在して出力され、当該光信号波を光電変換して得られた
電気信号波を、しきい値となる基準電圧（V1），（V2）
に基づいてパルス波に整形処理して「１」「０」を判別
するように成され、前記角度信号（S1）の基準電圧
（V1）が低い方のピークレベル（P1）よりもさらに低く
設定され、基準位置信号（S2）の基準電圧（V2）が、高
い方のピークレベル（P2）と低い方のピークレベル
（P1）の中間に設定され、前記基準電圧（V1）によりピ
ークレベルの高い信号波を整形処理したときのパルス幅
がピークレベルの低い信号波を整形処理したときのパル
ス幅と等しくなるように、前記パルススケール（１）の
特定の透光部（2a）又は光反射部が他の透光部（２）又
は光反射部よりも幅狭に形成されていることを特徴とす
る光ロータリーエンコーダ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1279258A JPH0695027B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 光ロータリーエンコーダ |
| KR1019900017021A KR910008382A (ko) | 1989-10-26 | 1990-10-24 | 광로터리 엔코더 |
| DE4034028A DE4034028C2 (de) | 1989-10-26 | 1990-10-26 | Optischer Winkelgeber |
| US07/603,402 US5130536A (en) | 1989-10-26 | 1990-10-26 | Optical rotary encoder with indexing |
| US07/882,176 US5212380A (en) | 1989-10-26 | 1992-05-11 | Automotive engine control system with rotary encoder indexing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1279258A JPH0695027B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 光ロータリーエンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140821A JPH03140821A (ja) | 1991-06-14 |
| JPH0695027B2 true JPH0695027B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17608655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1279258A Expired - Lifetime JPH0695027B2 (ja) | 1989-10-26 | 1989-10-26 | 光ロータリーエンコーダ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130536A (ja) |
| JP (1) | JPH0695027B2 (ja) |
| KR (1) | KR910008382A (ja) |
| DE (1) | DE4034028C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014165153A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-10-09 | Mcalister Technologies, Llc | Rotational sensor and controller |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9317838U1 (de) * | 1993-11-22 | 1994-02-10 | Primax Electronics Ltd | Optischer Drehkodierer für eine Koordinateneingabeeinrichtung |
| US5821531A (en) * | 1996-01-26 | 1998-10-13 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Dual sensor encoder for detecting forward/reverse rotation having light modulating patterns with a predetermined phase different |
| US5929789A (en) * | 1997-04-09 | 1999-07-27 | Hewlett-Packrd Company | Single channel incremental position encorder with incorporated reference mark |
| US6145368A (en) * | 1998-06-03 | 2000-11-14 | Micron Electronics, Inc. | Method for calibrating rotary encoder with multiple calibration points |
| US6184518B1 (en) | 1998-06-03 | 2001-02-06 | Micron Electronics, Inc. | Rotary encoder with multiple calibration points |
| JP4542923B2 (ja) * | 2005-03-04 | 2010-09-15 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
| TW200636192A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-16 | Miura Kogyo Kk | Damper position adjusting device and combustion apparatus having such damper adjusting device |
| US7304295B2 (en) * | 2005-09-30 | 2007-12-04 | Avago Technologies Ecbuip (Singapore) Pte Ltd | Method and system of detecting eccentricity and up/down movement of a code wheel of an optical encoder set |
| JP4706573B2 (ja) * | 2006-06-29 | 2011-06-22 | 日本ビクター株式会社 | 動き検出装置及び動き検出方法 |
| KR101589743B1 (ko) * | 2008-11-07 | 2016-01-28 | 삼성전자주식회사 | 휠 구동 장치 및 상기 장치를 구비한 휴대용 전자기기 |
| KR20110010922A (ko) * | 2009-07-27 | 2011-02-08 | 삼성전자주식회사 | 미세유동 장치, 이를 포함하는 미세유동 시스템 및 미세유동 장치의 기준각 검출 방법 |
| JP5379761B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2013-12-25 | キヤノン株式会社 | アブソリュートエンコーダ |
| JP2013056463A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Seiko Epson Corp | ラインインクジェットプリンター |
| CN103499359B (zh) * | 2013-09-27 | 2016-08-17 | 北京子清智创科技有限公司 | 一种光栅定位轮 |
| FR3033051B1 (fr) * | 2015-02-24 | 2017-02-10 | Continental Automotive France | Procede et dispositif de traitement d'un signal produit par un capteur de rotation d'une cible tournante |
| US11224334B2 (en) | 2015-08-13 | 2022-01-18 | Koninklijke Philips N.V. | Radial illumination system with ferrule |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6053190B2 (ja) * | 1976-10-15 | 1985-11-25 | 株式会社デンソー | 回転基準位置検出装置 |
| GB2185359B (en) * | 1986-01-10 | 1990-01-17 | Rosemount Ltd | Optical displacement transducer |
| DE3623449A1 (de) * | 1986-07-11 | 1988-01-14 | Siemens Ag | Anordnung zur gewinnung von winkelsignalen |
| JP2645350B2 (ja) * | 1987-01-28 | 1997-08-25 | チノン株式会社 | シリアルドットマトリクスプリンタ |
| US4866269A (en) * | 1988-05-19 | 1989-09-12 | General Motors Corporation | Optical shaft position and speed sensor |
-
1989
- 1989-10-26 JP JP1279258A patent/JPH0695027B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-24 KR KR1019900017021A patent/KR910008382A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-10-26 US US07/603,402 patent/US5130536A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-26 DE DE4034028A patent/DE4034028C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014165153A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-10-09 | Mcalister Technologies, Llc | Rotational sensor and controller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5130536A (en) | 1992-07-14 |
| DE4034028A1 (de) | 1991-05-02 |
| JPH03140821A (ja) | 1991-06-14 |
| KR910008382A (ko) | 1991-05-31 |
| DE4034028C2 (de) | 1998-01-29 |
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