JPH0715376B2 - Rotation angle detector - Google Patents

Rotation angle detector

Info

Publication number
JPH0715376B2
JPH0715376B2 JP14447085A JP14447085A JPH0715376B2 JP H0715376 B2 JPH0715376 B2 JP H0715376B2 JP 14447085 A JP14447085 A JP 14447085A JP 14447085 A JP14447085 A JP 14447085A JP H0715376 B2 JPH0715376 B2 JP H0715376B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
slit
receiving element
light receiving
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP14447085A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS627174A (en
Inventor
行雄 平本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP14447085A priority Critical patent/JPH0715376B2/en
Publication of JPS627174A publication Critical patent/JPS627174A/en
Publication of JPH0715376B2 publication Critical patent/JPH0715376B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、車両の操舵角センサ等として使用する回転
角検出装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a rotation angle detection device used as a steering angle sensor or the like of a vehicle.

[発明の技術的背景およびその問題点] 回転角検出装置は、一般にロータリエンコーダと称され
ているものでデジタル量として回転角を計測する装置で
ある。
[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] The rotation angle detecting device is generally called a rotary encoder and is a device for measuring a rotation angle as a digital amount.

第3図〜第4図はこのような回転角検出装置の従来例を
示している(実願昭59-45860)。これらの図中符号1
は、円形の回転スリット板で、その周縁部近くに、回転
軸2を中心とした円形を描くように複数個のスリット3
が一定ピッチl1で配列形成されている。(なお、以下
にスリット3の配列をさしてスリット列3ともいう)。
このスリット板1のスリット列3を両面側から挟むよう
に、コ字型のフォトカプラ4が固定設置される。
3 to 4 show a conventional example of such a rotation angle detecting device (Japanese Patent Application No. 59-45860). Reference numeral 1 in these figures
Is a circular rotary slit plate, and a plurality of slits 3 are drawn near the periphery of the rotary slit plate so as to draw a circle around the rotary shaft 2.
Are arrayed at a constant pitch l 1 . (Incidentally, the slits 3 will be referred to as a slit row 3 hereinafter).
A U-shaped photo coupler 4 is fixedly installed so as to sandwich the slit row 3 of the slit plate 1 from both sides.

フォトカプラ4は受光部(光源)5と受光部6とをギャ
ップを挟んで対向配置したものである。受光部としては
透明樹脂モールドの発光ダイオード(LED)が用いられ
ており、これからの光でスリット列3をスリット板1の
一面側から照明し、反対側の受光部6の面に当該スリッ
ト列3による明暗パターンmを生じさせる。
The photocoupler 4 includes a light receiving portion (light source) 5 and a light receiving portion 6 which are arranged to face each other with a gap interposed therebetween. A transparent resin-molded light emitting diode (LED) is used as the light receiving portion, and the slit row 3 is illuminated from one surface side of the slit plate 1 by the light from this, and the slit row 3 is lit on the surface of the light receiving portion 6 on the opposite side. To produce a light-dark pattern m.

受光部6には受光素子列(フォトダイオードアレイ)
(以下受光部と受光素子列とは同一対象をさすものとす
る)が使用されている。受光素子列6は、この従来例で
は6個の受光素子6a〜6fで形成され、これらがスリット
3の配列方向に直線状に並んでいる。受光素子6の全
長、云い換えれば配列長l3は、スリット3のピッチl1
とほぼ同一長さとされている。第4図中符号7は受光素
子列6と同一の側に設けられた1個の受光素子で、この
受光素子7はスリット板1が回転したときスリット3の
通過数を検出するためのものである。
The light receiving section 6 includes a light receiving element array (photodiode array)
(Hereinafter, the light receiving portion and the light receiving element array refer to the same object). The light receiving element array 6 is formed of six light receiving elements 6a to 6f in this conventional example, and these are arranged linearly in the arrangement direction of the slits 3. The total length of the light-receiving element 6, in other words, the array length l 3 is the pitch l 1 of the slits 3.
And the length is almost the same. In FIG. 4, reference numeral 7 is one light receiving element provided on the same side as the light receiving element array 6, and this light receiving element 7 is for detecting the number of passing through the slit 3 when the slit plate 1 is rotated. is there.

受光素子列6における各受光素子6a〜6fは、明暗パター
ンmに対してそれぞれ独立して動作し、スリット3を通
して光が当たった受光素子からは“1"信号が出力され、
スリット板1の影になった受光素子の出力は“0"であ
る。
Each of the light-receiving elements 6a to 6f in the light-receiving element array 6 operates independently with respect to the light-dark pattern m, and a "1" signal is output from the light-receiving element that is struck by the light through the slit 3.
The output of the light receiving element shaded by the slit plate 1 is "0".

第5図は、上記各受光素子6a〜6fから出力される二値信
号“1"、“0"の信号処理系を示している。第5図A0は受
光素子6aの出力信号を入力する端子、A1は受光素子6bの
出力信号を入力する端子、以下同様にA2、A3、A4、A5
それぞれ受光素子6c、6d、6e、6fの出力信号を入力する
端子である。A6は受光素子7の出力信号を入力する端子
である。またI0〜I4はインバータ、G1〜G5はNORゲー
ト、B1〜B5は各NORゲートG1〜G5の出力端子である。
FIG. 5 shows a signal processing system for the binary signals "1" and "0" output from the light receiving elements 6a to 6f. Fig. 5 A 0 is a terminal for inputting the output signal of the light receiving element 6a, A 1 is a terminal for inputting the output signal of the light receiving element 6b, and so on. Similarly, A 2 , A 3 , A 4 , and A 5 are light receiving elements 6c, respectively. , 6d, 6e, 6f are input terminals. A 6 is a terminal for inputting the output signal of the light receiving element 7. I 0 to I 4 are inverters, G 1 to G 5 are NOR gates, and B 1 to B 5 are output terminals of the NOR gates G 1 to G 5 .

そしてスリット板1が第4図R矢印方向に回転したとき
の受光素子列6で検出される二値の検出信号は、隣り合
う受光素子間の出力信号が、インバータI0〜I4とNORゲ
ートG1〜G5により次のように論理処理されて、各出力端
子B1〜B5に回転角度計測用のパルス信号が出力される。
The binary detection signal detected by the light receiving element array 6 when the slit plate 1 is rotated in the direction of the arrow R in FIG. 4 is the output signal between the adjacent light receiving elements and the inverters I 0 to I 4 and the NOR gate. Logical processing is performed by G 1 to G 5 as follows, and a pulse signal for measuring the rotation angle is output to each output terminal B 1 to B 5 .

即ちNORゲートGi(i=1〜5)の出力が“1"になるの
は、入力端子A1-1の入力が“1"でAiの入力が“0"のとき
である。つまり、スリット列3によって形成される明暗
パターンmが受光素子列6上を移動するときにおいて、
例えば第4図で示すように受光素子6aが「明」で、その
回転方向隣の受光素子6bが「暗」であると、入力端子A0
(A1-1においてi=1)の入力が“1"で、入力端子A
1(Ai)の入力が“0"となって、NORゲートG1(Gi)の出
力が“1"になる。
That is, the output of the NOR gate Gi (i = 1 to 5) becomes "1" when the input of the input terminal A1-1 is "1" and the input of Ai is "0". That is, when the bright-dark pattern m formed by the slit array 3 moves on the light-receiving element array 6,
For example, as shown in FIG. 4, when the light receiving element 6a is "bright" and the light receiving element 6b adjacent in the rotation direction is "dark", the input terminal A 0
At the input of the (i = 1 in A 1-1) is "1", input terminals A
The input of 1 (Ai) becomes “0” and the output of NOR gate G 1 (Gi) becomes “1”.

このようにして出力端子B1〜B5の何れから“1"信号が出
力されているかにより、受光素子列6上の何れの位置に
明暗パターンmにおける明暗境界位置h′が移動した
か、云い換えれば受光素子列6上の何れの位置にスリッ
ト3の端縁hが移動したかを検知するとともに、受光素
子7で通過スリット3の数を検出し、この両検出情報に
基づいて回転軸2の回転角を計測するようにしている。
In this way, which position on the light-receiving element array 6 the light / dark boundary position h ′ in the light / dark pattern m is moved to depends on which of the output terminals B 1 to B 5 outputs the “1” signal. In other words, it is detected at which position on the light-receiving element array 6 the edge h of the slit 3 has moved, the number of passing slits 3 is detected by the light-receiving element 7, and the rotary shaft 2 is detected based on both detection information. The rotation angle of is measured.

ところで上述の従来の回転角検出装置のように受光素子
列6の配列長l3のスリット3のピッチl1とほぼ等しく
し、受光素子列6上にスリット3の端縁hに対応した明
暗境界位置h′を投影して当該明暗境界位置h′の回転
位置を検出するためには、発光部5からスリット板1に
投射される光は、平行光であることが必要とされる。
By the way, as in the above-described conventional rotation angle detecting device, the pitch l 1 of the slits 3 having the array length l 3 of the light receiving element array 6 is set to be substantially equal to the light / dark boundary corresponding to the edge h of the slit 3 on the light receiving element array 6. In order to project the position h ′ and detect the rotational position of the bright / dark boundary position h ′, the light projected from the light emitting unit 5 onto the slit plate 1 needs to be parallel light.

しかしながら従来の回転角検出装置にあっては、発光部
5としてレンズ作用を備えた透明樹脂モールドの発光ダ
イオードを用いているので、発光部5は点光源に近いも
のとなり、この点光源からの投射光は、第6図に示すよ
うに広がりながらスリット3を通過して受光素子列6に
達する。このためスリット3の端縁hは、スリット3の
1ピッチ分が受光素子列6の真正面に対向した位置(第
6図の対向位置)では、当該受光素子列6によって検出
されず、第6図中iまたはjの位置まで回転移動してか
ら受光素子列6によって検知され、h−i間またはj−
h間に、いわゆる不感帯領域が生じて、回転角の検出精
度が低下するという問題点があった。
However, in the conventional rotation angle detecting device, since the light emitting diode of the transparent resin mold having the lens function is used as the light emitting unit 5, the light emitting unit 5 is close to a point light source, and the projection from this point light source is performed. The light spreads through the slit 3 and reaches the light receiving element array 6 as shown in FIG. Therefore, the edge h of the slit 3 is not detected by the light-receiving element array 6 at a position where one pitch of the slit 3 faces directly in front of the light-receiving element array 6 (the facing position in FIG. 6), and the edge h of FIG. It is detected by the light-receiving element array 6 after being rotationally moved to the middle i or j position, and is detected between h and i or j-
There is a problem that a so-called dead zone region is generated between h and the detection accuracy of the rotation angle is reduced.

このような問題点を解決するための一手段として、発光
部5とスリット板1との間の間隔を十分大にして、発光
部5からの投射光がスリット板1の配設位置近傍では平
行光とみなせるようにすることが考えられる。しかし、
このような手段をとると、発光部5にかなり強力な発光
源を必要とするとともに、装置形状が大形化してしまう
という難点があり、問題解決の手段とし得策とは云い得
ない。また他の解決手段として、上記のように発光部5
とスリット板1との間隔を大にすることに代えて、レン
ズあるいは光ファイバー等のコリメータを用いて発光部
5からの光を平行光に変換することが考えられるが、こ
の手段をとるコリメータが高価につくので装置のコスト
高を招き、この手段も、適切な問題解決のための手段と
は云い得なかった。したがって、比較的安価な透明樹脂
モールドの発光ダイオードを発光部に用いても、精度よ
く回転角を検出できる回転角検出装置が要望されてい
た。
As one means for solving such a problem, the space between the light emitting part 5 and the slit plate 1 is made sufficiently large so that the projection light from the light emitting part 5 is parallel in the vicinity of the position where the slit plate 1 is arranged. It is possible to consider it as light. But,
If such means is taken, there is a problem in that the light emitting section 5 requires a considerably strong light emitting source and the size of the device becomes large, and it cannot be said to be a good solution means. As another solution, as described above, the light emitting unit 5
It is conceivable to convert the light from the light emitting section 5 into parallel light by using a collimator such as a lens or an optical fiber instead of increasing the distance between the slit plate 1 and the slit plate 1. However, a collimator that uses this means is expensive. This leads to an increase in the cost of the device, and this means cannot be said to be a means for solving an appropriate problem. Therefore, there has been a demand for a rotation angle detection device capable of accurately detecting a rotation angle even when a relatively inexpensive transparent resin-molded light emitting diode is used for a light emitting portion.

[発明の目的] この発明は上述のような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、点光源的な光源を用
いても回転角を高精度に検出することのできる回転角検
出装置を提供することにある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to detect a rotation angle with high accuracy even if a point light source-like light source is used. An object is to provide a rotation angle detection device that can be used.

[発明の概要] 上記目的を達成するため、第1の発明は、回転軸を中心
とした円周上に所定の配設ピッチでスリット列が設けら
れた回転スリット板と、 該回転スリット板の一面側から前記スリット列の部分を
照明して反対側に当該スリット列による明暗パターンを
生じさせるように配置され、かつ出射光の照射領域が距
離に比例して拡がる光源と、 前記明暗パターンを受光してそれぞれ回転角度検出用の
光電変換信号を出力する所要個数の受光素子が前記スリ
ット列と同方向に配列された受光素子列と、 を備え、 前記受光素子列の配列長l2は、スリットの配設ピッチを
1、光源および回転スリット板の一面間の間隔長を
d1、光源および受光素子列間の間隔長をd2としたとき、
l2=l1・d2/d1であることを特徴とする。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, a first invention is a rotary slit plate in which slit rows are provided at a predetermined disposition pitch on a circumference around a rotary shaft, and the rotary slit plate. A light source arranged to illuminate a portion of the slit row from one surface side to generate a bright and dark pattern by the slit row on the opposite side, and a light source in which an irradiation region of emitted light expands in proportion to a distance, and to receive the bright and dark pattern And a light-receiving element array in which a required number of light-receiving elements that output photoelectric conversion signals for detecting rotation angles are arranged in the same direction as the slit row, and the array length l 2 of the light-receiving element array is The arrangement pitch is l 1 , and the interval length between the light source and one surface of the rotary slit plate is
When d 1 is the distance between the light source and the light receiving element array, and d 2 is,
It is characterized in that l 2 = l 1 · d 2 / d 1 .

第2の発明は、回転軸を中心とした円周上に所定の配設
ピッチでスリット列が設けられた回転スリット板と、 該回転スリット板の一面側から前記スリット列の部分を
照明して反対側に当該スリット列による明暗パターンを
生じさせるように設置され、かつ出射光の照射領域が距
離に比例して拡がる光源と、 前記明暗パターンを受光してそれぞれ回転角度検出用の
光電変換信号を出力する所要個数の受光素子が前記スリ
ット列と同方向に配列された受光素子列と、 を備え、 前記受光素子列の配列長l2は、スリットの配設ピッチを
1、光源および回転スリット板の一面間の間隔長を
d1、回転スリット板の厚さをt、光源および受光素子列
間の間隔長をd2、前記スリットの1ピッチ分を受光素子
列に対向させたとき当該スリットにより形成される明暗
パターンの暗パターン部に対応した受光素子列の配列長
分をl2′、当該明暗パターンにおける明パターン部に対
応した受光素子列の配列長分をl2″としたとき、l2
l2′+l2″=1・d2/2d1+l1・d2/2(d1+t)であ
ることを特徴とする。
A second invention is a rotary slit plate in which slit rows are provided at a predetermined arrangement pitch on a circumference around a rotation axis, and a portion of the slit row is illuminated from one surface side of the rotary slit plate. A light source that is installed on the opposite side so as to generate a light-dark pattern by the slit row, and the irradiation area of the emitted light expands in proportion to the distance, and the light-dark pattern is received and photoelectric conversion signals for rotation angle detection are received. A light receiving element array in which a required number of light receiving elements to be output are arranged in the same direction as the slit array; and the array length l 2 of the light receiving element array has a slit arrangement pitch l 1 , a light source and a rotary slit. The distance between the two sides of the plate
d 1 , the thickness of the rotary slit plate is t, the interval length between the light source and the light receiving element array is d 2 , and when one pitch of the slit is opposed to the light receiving element array, the darkness of the bright and dark pattern formed by the slit is When the array length of the light receiving element array corresponding to the pattern portion is l 2 ′ and the array length of the light receiving element array corresponding to the bright pattern portion in the light-dark pattern is l 2 ″, l 2 =
characterized in that l 2 '+ l 2 "= a 1 · d 2 / 2d 1 + l 1 · d 2/2 (d 1 + t).

[発明の実施例] 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示す図である。なお第1
図および後述の第2図において前記第3図〜第6図にお
ける部材または部位と同一ないし均等のものは、前記と
同一符号を以って示し重複した説明を省略する。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. The first
In the drawing and FIG. 2 described later, the same or equivalent members or parts as those in FIGS. 3 to 6 are designated by the same reference numerals as those described above, and a duplicate description will be omitted.

まず構成を説明すると、この実施例においては、発光部
5としては前記従来例と同様に透明樹脂モールド発光ダ
イオード、即ち出射光の照射領域が距離に比例して拡が
る発光ダイオードが用いられてるが、受光素子列6の配
列長l2が、発光部5と、スリット板1間および受光素子
列6間との各配設間隔等が考慮に入れられて次のように
規定されている。
First, the configuration will be described. In this embodiment, as the light emitting section 5, a transparent resin mold light emitting diode, that is, a light emitting diode in which an irradiation region of emitted light is expanded in proportion to a distance is used as in the conventional example. The array length l 2 of the light receiving element array 6 is defined as follows in consideration of the respective arrangement intervals between the light emitting section 5 and the slit plates 1 and between the light receiving element arrays 6.

即ち、スリット板1におけるスリット3の配設ピッチを
1、発光部5とスリット板の一面(発光部5との対向
面)との間の間隔長をd1、発光部5と受素子列6との間
の間隔長をd2としたとき、受光素子列6の配列長l2は、
l2=l1・d2/d1となるように規定されている。即ち受
光素子列の配列長l2は、受光素子列6の配設位置に、発
光部5からの投射光によって作られるスリット3の1ピ
ッチ分の影の長さとほぼ等しい長さに規定されている。
That is, the arrangement pitch of the slits 3 in the slit plate 1 is l 1 , the interval length between the light emitting portion 5 and one surface of the slit plate (a surface facing the light emitting portion 5) is d 1 , the light emitting portion 5 and the receiving element array. When the distance between the photosensors 6 and 6 is d 2 , the array length l 2 of the photodetector array 6 is
It is specified that l 2 = l 1 · d 2 / d 1 . That is, the array length l 2 of the light receiving element array is defined to be substantially equal to the length of the shadow of one pitch of the slit 3 formed by the projection light from the light emitting section 5 at the position where the light receiving element array 6 is arranged. There is.

各受光素子6a〜6fから出力される二値信号“1"、“0"の
信号処理系としては、前記第5図に示したものと同様の
信号処理回路が用いられる。
As the signal processing system for the binary signals "1" and "0" output from each of the light receiving elements 6a to 6f, the same signal processing circuit as that shown in FIG. 5 is used.

次に作用を説明する。発光部5には点光源に近い発光ダ
イオードが用いられているので、この点光源からの投射
光は、第1図に示すように拡がりながらスリット3を通
過して受光素子列6に達する。このときスリット3によ
って受光素子列6の配設位置に作られる明暗パターンm
の1ピッチ分の長さと、当該受光素子列6に達する。の
配列長l2とがほぼ一致し、前記第6図に示したような不
感帯領域が生じることがない。
Next, the operation will be described. Since a light emitting diode close to a point light source is used for the light emitting section 5, the projection light from this point light source spreads through the slit 3 and reaches the light receiving element array 6 as shown in FIG. At this time, the bright and dark pattern m created by the slit 3 at the position where the light receiving element array 6 is arranged.
And the light receiving element array 6 is reached. The sequence length l 2 of the above-mentioned is almost the same, and the dead zone region as shown in FIG. 6 does not occur.

そしてスリット板1の回転に伴なって、スリット3の端
縁hに対応した明暗境界位置h′が、受光素子列6上
を、受光素子6aから次の受光素子6b、6c…と移動するに
つれて信号処理回路の出力端子B1、B2、……から、回転
軸2の回転角情報であるパルス信号が順次出力される。
而してこの回転角情報と、受光素子7で検出された通過
スリット数の検出情報とにより回転軸2の回転角が精度
よく計測される。
As the slit plate 1 rotates, the light-dark boundary position h'corresponding to the edge h of the slit 3 moves on the light receiving element array 6 from the light receiving element 6a to the next light receiving elements 6b, 6c. From the output terminals B 1 , B 2 , ... Of the signal processing circuit, pulse signals, which are rotation angle information of the rotary shaft 2, are sequentially output.
Thus, the rotation angle of the rotary shaft 2 is accurately measured by this rotation angle information and the detection information of the number of passing slits detected by the light receiving element 7.

次に第2図には、この発明の他の実施例を示す。この実
施例は受光素子列6の配列長l2を、スリット板1の厚さ
tも考慮に入れて規定したものである。
Next, FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the array length l 2 of the light receiving element array 6 is defined in consideration of the thickness t of the slit plate 1.

前述したようにこの発明に係わる回転角検出装置は、ス
リット3の端縁(前記第1図における符号h)で形成さ
れる明暗境界位置h′を、受光素子列6で検知すること
により、回転軸2の回転角検出用の1つの情報を得てい
る。
As described above, the rotation angle detecting device according to the present invention rotates by detecting the light-dark boundary position h'formed by the edge of the slit 3 (reference numeral h in FIG. 1) by the light receiving element array 6. One piece of information for detecting the rotation angle of the shaft 2 is obtained.

ところでスリット板1に無視し得ないような厚さtが存
在すると、上記の明暗境界位置h′は、次のようにこの
スリット板1の厚さtの影響を受ける。
When the slit plate 1 has a thickness t that cannot be ignored, the light-dark boundary position h ′ is affected by the thickness t of the slit plate 1 as follows.

即ち、発光部5の中心と、受光素子列6の中心部とを結
ぶ中心線を符号8としたとき、スリット3の端縁が、こ
の中心線8の第2図右側位置にあるときは、明暗境界位
置h′は、スリット板1の一面(発光部5との対向面)
側の端縁h1により形成され、他方、スリット3の端縁
が、中心線8の第2図左側位置へ移動したときには、明
暗境界位置は、スリット板1の他面側の端縁h2により形
成される。
That is, when the center line connecting the center of the light emitting section 5 and the center of the light receiving element array 6 is designated by reference numeral 8, and when the edge of the slit 3 is located on the right side of the center line 8 in FIG. The light-dark boundary position h ′ is one surface of the slit plate 1 (a surface facing the light emitting unit 5).
Is formed by the edge h 1 side, while the edges of the slit 3, when moving to the second left hand side of the drawing position of the center line 8, the bright-dark limit position, the edge of the other side of the slit plate 1 h 2 Is formed by.

そしてスリット板1の一面と、他面では、発光部5から
その各面までの距離が、スリット板1の厚さt分だけ異
なるため、中心線8の第2図右側と、左側とでは回転軸
2が同一角度だけ回転したときの明暗境界位置h′の移
動量は異なったものとなる。このため前記第1図の実施
例のように、受光素子列6の全配列長l2を、発光部5と
スリット板1との間隔長d1等を考慮して規定したとして
も、中心線8の第2図右側の配列長分l2′と、同図左側
の配列長分l2″とを同一長さとしたのでは、受光素子列
6によってスリット3の端縁の回転移動位置を正確に検
出することができない。
Since the distance from the light emitting portion 5 to each surface of the slit plate 1 differs from the other surface by the thickness t of the slit plate 1, the center line 8 rotates on the right side in FIG. 2 and the left side. The amount of movement of the light-dark boundary position h'when the axis 2 rotates by the same angle is different. Therefore, even if the total array length l 2 of the light receiving element array 6 is defined in consideration of the distance d 1 between the light emitting part 5 and the slit plate 1 as in the embodiment of FIG. 8 has an array length l 2 ′ on the right side in FIG. 2 and an array length l 2 ″ on the left side in FIG. 2 that have the same length, the light receiving element array 6 accurately determines the rotational movement position of the edge of the slit 3. Can not be detected.

そこでこの実施例では、受光素子列6の配列長l2を、ス
リット板1の厚さtも考慮に入れて次のように規定して
いる。
Therefore, in this embodiment, the array length l 2 of the light receiving element array 6 is defined as follows in consideration of the thickness t of the slit plate 1.

即ち、スリット3の配設ピッチをl1、発光部5および
スリット板1の一面間の間隔長をd1、スリット板1の厚
さをt1、発光部5および受光素子列6間の間隔長をd2
スリット3の1ピッチ分(第2図において端縁h1から次
の端縁h2までの長さ)を受光素子列6に対向させたとき
(第2図の対向状態)、当該スリット3によって形成さ
れる明暗パターンmの暗パターン部に対応した受光素子
列6の配列長分をl2′、明パターン部に対応した受光素
子列6の配列長分をl2″としたとき、受光素子列6の全
配列長l2は、l2=l2′+l2″=l1・d2/2d1+l1・d2/
2(d1+t)となるように規定されている。そして第2
図に示すように、中心線8の両側に各受光素子をそれぞ
れ3個つづ配設した場合には、配列長l2′側における受
光素子1個分の長さはl2′/3とされ、配列長l″側にお
ける受光素子1個分の長さはl2″/3とされる。
That is, the arrangement pitch of the slits 3 is l 1 , the interval length between the light emitting part 5 and one surface of the slit plate 1 is d 1 , the thickness of the slit plate 1 is t 1 , and the interval between the light emitting part 5 and the light receiving element array 6 is Length is d 2 ,
When one pitch of the slit 3 (the length from the edge h 1 to the next edge h 2 in FIG. 2 ) is opposed to the light receiving element array 6 (opposing state in FIG. 2), the slit 3 causes When the array length of the light receiving element array 6 corresponding to the dark pattern portion of the formed light and dark pattern m is l 2 ′ and the array length of the light receiving element array 6 corresponding to the bright pattern portion is l 2 ″, the light receiving element The total array length l 2 of column 6 is l 2 = l 2 ′ + l 2 ″ = l 1 · d 2 / 2d 1 + l 1 · d 2 /
It is specified to be 2 (d 1 + t). And the second
As shown in the figure, when three light-receiving elements are arranged on each side of the center line 8, the length of one light-receiving element on the array length l 2 ′ side is 1 2 ′ / 3. The length of one light receiving element on the array length l ″ side is l 2 ″ / 3.

作用を述べると、受光素子列6によって検出されるスリ
ット3の端縁が、中心線8の第2図右側にあるとき、受
光素子列6上に形成される明暗パターンmの境界位置
h′は、スリット板1の一面側の端縁h1によって形成さ
れ、また中心線8の第2図左側にあるとき、当該境界位
置h′は、スリット板1の他端側の端縁h2によって形成
され、その形成位置は、スリット板1の厚さtの影響を
受けるが、上記中心線8の右側および左側に対応した受
光素子列6の各配列長分l2′、l2″の長さはスリット板
1の厚さtも考慮して規定されているので、前記一実施
例の場合と同様に不感帯領域が生ずることがない。そし
て受光素子列6によって検出されるスリット3の端縁
が、中心線8の第2図右側、または左側の何れの側を回
転移動する場合においても、同一角度量だけ回転移動し
た場合の受光素子の通過数は同一個数となって、回転角
度が正確に検出される。
In operation, when the edge of the slit 3 detected by the light receiving element array 6 is on the right side of the center line 8 in FIG. 2, the boundary position h ′ of the bright-dark pattern m formed on the light receiving element array 6 is , formed by the edge h 1 of one side of the slit plate 1, also when in the second drawing left of the center line 8, the boundary position h 'is formed by the edge h 2 of the other end side of the slit plate 1 The formation position thereof is influenced by the thickness t of the slit plate 1, but the lengths of l 2 ′ and l 2 ″ corresponding to the respective array lengths of the light-receiving element array 6 corresponding to the right and left sides of the center line 8 are set. Is defined in consideration of the thickness t of the slit plate 1, so that a dead zone does not occur as in the case of the first embodiment, and the edge of the slit 3 detected by the light receiving element array 6 is , The right side of the center line 8 in FIG. 2 or the left side of FIG. Even, the number of passes of the light receiving element when rotated moves by the same angle amount becomes equal number, the rotation angle is accurately detected.

[発明の効果] 以上説明したように、第1の発明では、受光素子列の配
列長l2は、光源からの照射光によって受光素子列の配設
位置に作られるスリットの1ピッチ分の影の長さとほぼ
等しい長さに規定されているので、スリットによって受
光素子列の配設位置に作られる明暗パターンの1ピッチ
分の長さと、当該受光素子列の配列長l2とがほぼ一致
し、受光素子列上に不感帯領域が生じることがない。
[Effects of the Invention] As described above, in the first invention, the array length l 2 of the light receiving element array is the shadow of one pitch of the slit formed at the arrangement position of the light receiving element array by the irradiation light from the light source. The length of one pitch of the light-dark pattern formed at the position where the light receiving element array is arranged by the slit and the array length l 2 of the light receiving element array are substantially equal to each other. A dead zone region does not occur on the light receiving element array.

また、第2の発明では、受光素子列の配列長l2を、スリ
ット板の厚さtも考慮に入れて、スリットの配設ピッチ
をl1、発光部5およびスリット板1の一面間の間隔長
をd1、スリット板1の厚さを1、光源および受光素子列
間の間隔長をd2、スリットの1ピッチ分を受光素子列に
対向させたとき、当該スリットによって形成されるの明
暗パターンmの暗パターン部に対応した受光素子列の配
列長分をl2′、明パターン部に対応した受光素子列の配
列長分をl2″としたとき、受光素子列の全配列長l2は、
l2=l2′+l2″=l1・d2/2d1+l1・d2/2(d1+t)
となるように規定されているので、スリットの厚さが明
暗パターンの境界位置に影響を与えるような厚さであっ
たとしても、スリットによって受光素子列の配設位置に
作られる明暗パターンの1ピッチ分の長さと、当該受光
素子列の配列長l2とがほぼ一致し、受光素子列上に不感
帯領域が生じることがない。
Further, in the second invention, the arrangement length l 2 of the light receiving element array is taken into consideration in consideration of the thickness t of the slit plate, the arrangement pitch of the slits is l 1 , the light emitting portion 5 and the one surface of the slit plate 1 are arranged. When the interval length is d 1 , the thickness of the slit plate 1 is 1 , the interval length between the light source and the light-receiving element array is d 2 , and one pitch of the slit is opposed to the light-receiving element array, it is formed by the slit. When the array length of the light-receiving element array corresponding to the dark pattern portion of the light-dark pattern m is l 2 ′ and the array length of the light-receiving element array corresponding to the light pattern portion is l 2 ″, the total array length of the light-receiving element array l 2 is
l 2 = l 2 '+ l 2 "= l 1 · d 2 / 2d 1 + l 1 · d 2/2 (d 1 + t)
Therefore, even if the thickness of the slit is such that it affects the boundary position of the light and dark patterns, it is possible to use one of the light and dark patterns formed by the slits at the arrangement position of the light receiving element rows. The length corresponding to the pitch and the array length l 2 of the light receiving element array substantially match, and a dead zone region does not occur on the light receiving element array.

従って、第1及び第2の発明によれば、照射領域が距離
に比例して拡がり、ほぼ点光源とみなせるような光源を
用いても受光素子列上におけるスリット回転位置の検知
に不感帯を生ずることがなく、回転軸の回転角を高精度
に検出することができる。
Therefore, according to the first and second aspects of the invention, the irradiation area expands in proportion to the distance, and even if a light source that can be regarded as a point light source is used, a dead zone occurs in detecting the slit rotation position on the light receiving element array. Therefore, the rotation angle of the rotating shaft can be detected with high accuracy.

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

第1図はこの発明に係わる回転角検出装置の一実施例の
要部を模式的に示す正面図、第2図はこの発明の他の実
施例の要部を模式的に示す正面図、第3図は従来の回転
角検出装置の一部断面正面図、第4図は第3図のIV-IV
線断面図、第5図は同上従来装置の検出信号系のブロッ
ク図、第6図は同上従来装置の問題点を説明するための
部分正面図である。 1……回転スリット板、2……回転軸、3……スリッ
ト、5……発光部(光源)、6……受光素子列、6a〜6f
……受光素子。
FIG. 1 is a front view schematically showing a main part of an embodiment of a rotation angle detecting device according to the present invention, and FIG. 2 is a front view schematically showing a main part of another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partially sectional front view of a conventional rotation angle detecting device, and FIG. 4 is IV-IV of FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the detection signal system of the conventional apparatus, and FIG. 6 is a partial front view for explaining the problems of the conventional apparatus. 1 ... Rotating slit plate, 2 ... Rotation axis, 3 ... Slit, 5 ... Light emitting part (light source), 6 ... Light receiving element array, 6a to 6f
……Light receiving element.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転軸を中心とした円周上に所定の配設ピ
ッチでスリット列が設けられた回転スリット板と、 該回転スリット板の一面側から前記スリット列の部分を
照明して反対側に当該スリット列による明暗パターンを
生じさせるように配置され、かつ出射光の照射領域が距
離に比例して拡がる光源と、 前記明暗パターンを受光してそれぞれ回転角度検出用の
光電変換信号を出力する所要個数の受光素子が前記スリ
ット列と同方向に配列された受光素子列と、 を備え、 前記受光素子列の配列長l2は、スリットの配設ピッチを
1、光源および回転スリット板の一面間の間隔長を
d1、光源および受光素子列間の間隔長をd2としたとき、
l2=l1・d2/d1であることを特徴とする回転角検出装
置。
1. A rotary slit plate in which slit rows are provided at a predetermined pitch on a circumference around a rotary shaft, and a portion of the slit row is illuminated from one side of the rotary slit plate to be opposite. A light source which is arranged on the side so as to generate a light-dark pattern by the slit array, and the irradiation area of the emitted light expands in proportion to the distance; and the light-dark pattern is received to output a photoelectric conversion signal for detecting a rotation angle, respectively. And a light receiving element array in which a required number of light receiving elements are arranged in the same direction as the slit array, and the array length l 2 of the light receiving element array has a slit arrangement pitch l 1 , a light source and a rotary slit plate. The distance between the surfaces
When d 1 is the distance between the light source and the light receiving element array, and d 2 is,
A rotation angle detection device, wherein l 2 = l 1 · d 2 / d 1 .
【請求項2】回転軸を中心とした円周上に所定の配設ピ
ッチでスリット列が設けられた回転スリット板と、 該回転スリット板の一面側から前記スリット列の部分を
照明して反対側に当該スリット列による明暗パターンを
生じさせるように設置され、かつ出射光の照射領域が距
離に比例して拡がる光源と、 前記明暗パターンを受光してそれぞれ回転角度検出用の
光電変換信号を出力する所要個数の受光素子が前記スリ
ット列と同方向に配列された受光素子列と、 を備え、 前記受光素子列の配列長l2は、スリットの配設ピッチを
1、光源および回転スリット板の一面間の間隔長を
d1、回転スリット板の厚さをt、光源および受光素子列
間の間隔長をd2、前記スリットの1ピッチ分を受光素子
列に対向させたとき当該スリットにより形成される明暗
パターンの暗パターン部に対応した受光素子列の配列長
分をl2′、当該明暗パターンにおける明パターン部に対
応した受光素子列の配列長分をl2″としたとき、l2
l2′+l2″=l1・d2/2d1+l1・d2/2(d1+t)であ
ることを特徴とする回転角検出装置。
2. A rotary slit plate in which slit rows are provided at a predetermined pitch on a circumference around a rotation axis, and a portion of the slit row is illuminated from one surface side of the rotary slit plate to oppose it. A light source that is installed on the side so as to generate a bright-dark pattern by the slit array, and the irradiation area of the emitted light expands in proportion to the distance, and the bright-dark pattern is received, and photoelectric conversion signals for rotation angle detection are output. And a light receiving element array in which a required number of light receiving elements are arranged in the same direction as the slit array, and the array length l 2 of the light receiving element array has a slit arrangement pitch l 1 , a light source and a rotary slit plate. The distance between the surfaces
d 1 , the thickness of the rotary slit plate is t, the interval length between the light source and the light receiving element array is d 2 , and when one pitch of the slit is opposed to the light receiving element array, the darkness of the bright and dark pattern formed by the slit is When the array length of the light receiving element array corresponding to the pattern portion is l 2 ′ and the array length of the light receiving element array corresponding to the bright pattern portion in the light-dark pattern is l 2 ″, l 2 =
l 2 '+ l 2 "= rotational angle detecting device which is a l 1 · d 2 / 2d 1 + l 1 · d 2/2 (d 1 + t).
JP14447085A 1985-07-03 1985-07-03 Rotation angle detector Expired - Lifetime JPH0715376B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14447085A JPH0715376B2 (en) 1985-07-03 1985-07-03 Rotation angle detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14447085A JPH0715376B2 (en) 1985-07-03 1985-07-03 Rotation angle detector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS627174A JPS627174A (en) 1987-01-14
JPH0715376B2 true JPH0715376B2 (en) 1995-02-22

Family

ID=15363031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14447085A Expired - Lifetime JPH0715376B2 (en) 1985-07-03 1985-07-03 Rotation angle detector

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0715376B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8425392B2 (en) 2005-12-27 2013-04-23 Goss International Americas, Inc. Broadsheet newspaper printing press and folder
CN103185547A (en) * 2011-12-30 2013-07-03 广明光电股份有限公司 Grating structure of force feedback device
JP6054995B2 (en) 2015-01-29 2016-12-27 ファナック株式会社 Optical encoder to prevent crosstalk

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059408A (en) * 1983-09-12 1985-04-05 Yokogawa Hokushin Electric Corp Servo device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6059408A (en) * 1983-09-12 1985-04-05 Yokogawa Hokushin Electric Corp Servo device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS627174A (en) 1987-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0386929B1 (en) Reflective shaft angle encoder
KR910003830B1 (en) Standard signal generator of position detector
US3628026A (en) Linear encoder immune to scale bending error
US3187187A (en) Photoelectric shaft angle encoder
EP0431976B1 (en) Apparatus for and methods of optical encoding
US4650993A (en) Optical position transducer having a plurality of photodetector cells of varying area
JPH0132450B2 (en)
JPH087082B2 (en) Optical encoder
US4833316A (en) Rotary encoder
JPH04157319A (en) Encoder utilizing silhouette pattern
US7126108B2 (en) Photodetector array arrangement for optical encoders
US20050088667A1 (en) Absolute position encoder requiring less than one encoding track per bit
JPH0715376B2 (en) Rotation angle detector
EP0489399B1 (en) Displacement detector
US20050006571A1 (en) Vernier-scaled high-resolution encoder
US6759647B2 (en) Projection encoder
EP0423988B1 (en) Shaft angle encoder with a symmetrical code wheel
JPS58167916A (en) Pulse encoder
JPS6363919A (en) Position detector
JPH08233608A (en) Optical encoder
JPH05256666A (en) Rotary encoder
JPS5932813A (en) Photo detector
JPH09126723A (en) Displacement information detector
JPH1123324A (en) Apparatus for measuring displacement information
JPH0452830Y2 (en)