JPH07253317A - 回転角度読取装置 - Google Patents

回転角度読取装置

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JPH07253317A
JPH07253317A JP6069914A JP6991494A JPH07253317A JP H07253317 A JPH07253317 A JP H07253317A JP 6069914 A JP6069914 A JP 6069914A JP 6991494 A JP6991494 A JP 6991494A JP H07253317 A JPH07253317 A JP H07253317A
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JP
Japan
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pulses
reference point
rotation angle
pulse
rotation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6069914A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Usami
仁 宇佐美
Takahiko Matsumoto
孝彦 松本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経年変化等による読取誤差を補正して検出精
度を維持することができる回転角度読取装置を提供す
る。 【構成】 エンコーダ10で得た回転円板の1回転当た
りの発生パルス数を基準パルス数として記憶する記憶装
置と、実際にエンコーダ10で計測したパルス数と前記
基準パルス数とに基づいて回転円板1の回転角度を検出
する信号処理回路32とを備え、回転円板1に基準点5
を設け、基準点検出器4で基準点5を検出した後、次に
基準点5を検出するまでの間(回転円板1が1回転する
間)、エンコーダでパルス数を計測して、このパルス数
を基準パルス数と置き換えるようにした。これにより、
例えば経年変化によって摩擦回転体3に摩耗による速度
比(回転比)の変化が生じた場合にも、回転円板1が1
回転したときの計測パルス数と基準パルス数とを一致さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は回転角度読取装置に関
し、特に輪郭投影機等の回転装置の回転角度読取装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の回転装置の回転角度読取方
法を説明するための図である。
【0003】回転装置71の外周には主尺目盛72が刻
設され、回転装置71に固定枠が隣接配置され、固定枠
の内周には副尺目盛(いわゆるバーニヤ)73が刻設さ
れている。回転装置71の回転角度を読み取るには、主
尺目盛72と副尺目盛73とを用いて目視で角度を読み
取る。
【0004】ところが、各目盛72,73は細かいの
で、例えば微小角度を正確に読み取るには、作業者に相
当の熟練が要求され、測定に時間がかかるとともに、作
業者によって読取値のばらつきが起こり易かった。
【0005】この問題を解決できる回転角度読取装置と
して図10及び図11に示すものが知られている。
【0006】図10は従来の回転装置の回転角度読取装
置の平面図、図11は図10のB−B線に沿う断面図で
ある。
【0007】この回転角度読取装置は、回転円板81の
外周82に接して従動する摩擦回転体83と、この摩擦
回転体83の回転量に応じて生じるパルスを計測するパ
ルス計測装置90と、パルス計測装置90で得た回転円
板81の1回転当たりの発生パルス数を基準パルス数と
して記憶する記憶装置(図示せず)とを備え、パルス計
測装置90で計測したパルス数と前記基準パルス数とに
基づいて回転円板81の回転角度を検出する。
【0008】前記パルス計測装置90は、摩擦回転体8
3に同軸に設けられた目盛板84と、目盛板84の外周
に設けられた目盛を読み取る読取ヘッド85とで構成さ
れている。
【0009】この回転角度読取装置では、予め記憶装置
に回転円板81の1回転当たりの発生パルス数を基準パ
ルス数Nとして記憶させておき、回転円板81のある回
転量における角度θ゜を測定するとき、そのときの発生
パルス数nとNとの比を用いて角度を求め、デジタル表
示する。角度θ゜は次式により算出される。
【0010】θ゜=(n/N)×360゜
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところが、摩擦回転体
83の摩耗等の経年変化によって、摩擦回転体83に摩
耗による速度比(回転比)の変化が生じ、実際に回転円
板81が1回転したときの発生パルス数と基準パルス数
とが一致しなくなることがあり、読取誤差が生じるとい
う問題があった。
【0012】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は経年変化等による読取誤差を補正
して検出精度を維持することができる回転角度読取装置
を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明の回転角度読取装置は、回転装置
の回転円板の外周に接して従動する摩擦回転体と、この
摩擦回転体の回転量に応じて生じるパルスを計測するパ
ルス計測手段と、前記回転円板が第1の基準点から第2
の基準点まで回転するまでの間に前記パルス計測手段で
得た発生パルス数を基準パルス数として記憶する記憶手
段と、前記パルス計測手段で計測したパルス数と前記基
準パルス数とに基づいて前記回転円板の回転角度を検出
する回転角度検出手段とを備えた回転角度読取装置にお
いて、前記回転円板に設けられた前記各基準点を検出す
る基準点検出手段と、前記第1の基準点を検出した後、
前記第2の基準点を検出するまでの間、前記パルス計測
手段でパルス数を計測して、このパルス数を前記基準パ
ルス数と置き換える基準パルス数更新手段とを備えてい
る。
【0014】また、前記第2の基準点は、前記回転円板
が1回転した時の前記第1の基準点である。
【0015】
【作用】前述のように回転円板に第1及び第2の基準点
を設け、基準点検出手段でまず第1の基準点を検出した
後、その後第2の基準点を検出するまでの間、パルス計
測手段でパルス数を計測して、このパルス数を基準パル
ス数更新手段で基準パルス数と置き換えるようにしたの
で、例えば経年変化によって摩擦回転体に摩耗による速
度比(回転比)の変化が生じた場合にも、基準点検出手
段が第1の基準点を検出した後第2の基準点を検出する
までの間の計測パルス数と基準パルス数とを一致させる
ことができる。
【0016】また、回転円板に基準点を設け、基準点検
出手段で基準点を検出した後、次に基準点を検出するま
での間、パルス計測手段でパルス数を計測して、このパ
ルス数を基準パルス数更新手段で基準パルス数と置き換
えるようにすれば、例えば経年変化によって摩擦回転体
に摩耗による速度比(回転比)の変化が生じた場合に
も、回転円板が1回転したときの計測パルス数と基準パ
ルス数とを一致させることができる。
【0017】
【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。
【0018】図1はこの発明の第1実施例に係る輪郭投
影機の回転角度読取装置の平面図、図2は図1のA−A
線に沿う断面図,図3は図1の回転角度読取装置の一部
を示す斜視図である。
【0019】回転円板1には摩擦回転体3が隣接し、摩
擦回転体3は回転円板1の外周2に接して従動する。摩
擦回転体3にはパルス円板6が同軸に設けられ、パルス
円板6の外周には格子パターンが設けられ、格子パター
ンの一部を挟むように読取ヘッド7が配置されている。
読取ヘッド7は図示しない発光部と受光部とを有し、発
光部からの光はパルス円板6の格子パターンに照射さ
れ、パルス円板6を透過した光は受光部で受光されて光
電変換され、受光部からエンコーダ信号が出力される。
パルス円板6と読取ヘッド7とで、エンコーダ(パルス
計測手段)10が構成される。エンコーダは、摩擦回転
体3の回転量に応じて生じるパルスを検出する。
【0020】また、図3に示すように、回転円板1の外
周2には反射部材(基準点)5が固定され、その反射部
材5を検出するためのフォトインタラプタ等の基準点検
出器(基準点検出手段)4が回転円板1の近傍に配置さ
れている。基準点検出器4は反射部材5を検出して基準
点信号を出力する。
【0021】図4は第1実施例の信号処理装置(基準パ
ルス数更新手段)のブロック図である。
【0022】カウンタ31(例えばアップダウンカウン
タ)はエンコーダ10からのエンコーダ信号を入力して
パルス数を計数する。信号処理回路32は、カウンタ3
1によってカウントされたパルス数nと、予め図示しな
いメモリ(記憶装置)に記憶させておいた基準パルス数
Nとに基づいて、回転円板1の回転角度を検出する。メ
モリには、予め回転円板1の1回転当たりのエンコーダ
10の発生パルス数が基準パルス数Nとして記憶されて
いる。検出された回転角度は表示装置33に表示され
る。回転円板1の1回転するときに発生するエンコーダ
10のパルス数Nは次式によって定義される。
【0023】N=m×p ここで、mは回転円板1と摩擦回転体3との回転比、p
はパルス円板6の1回転で発生するパルス数である。
【0024】図5は第1実施例の回転角度読取装置の動
作を説明するためのフローチャートである。
【0025】まず、図示しない補正スイッチによる補正
要求信号が信号処理回路32に入力されたか否かを判断
する(ステップ51)。この答が否定(No)、すなわ
ち作業者が補正スイッチをオンにしていないとき、通常
測定モードが選択され、ステップ52に進み、カウンタ
31がエンコーダ10からのエンコーダ信号を入力して
パルス数を計数する。
【0026】そして、信号処理回路32で、カウンタ3
1によってカウントされたパルス数nと、予めメモリに
記憶させておいた基準パルス数Nとに基づいて、回転円
板1の回転角度を検出する(ステップ53)。
【0027】最後に、検出した回転角度を表示装置33
に表示する(ステップ54)。
【0028】前記ステップ51の答が肯定(Yes)、
すなわち作業者が補正スイッチをオンにしたとき、補正
処理モードが選択され、ステップ55へ進み、手動又は
自動で回転円板1を一定方向へ回転させる。
【0029】次に、信号処理回路32が基準点検出器4
からの基準点信号を入力したか否かを判断する(ステッ
プ56)。基準点検出器4は回転円板1が1回転する間
に反射部材5を検出する。このステップ56の答が否定
(No)、すなわち基準点検出器4が反射部材5を検出
していないとき、信号処理回路32が基準点信号を入力
するまでステップ56の判断を繰り返す。
【0030】前記ステップ56の答が肯定(Yes)、
すなわち基準点検出器4が反射部材5を検出したとき、
信号処理回路32はカウンタ31に補正時用カウンタリ
セット信号を送出するとともに、基準点検出器4が再び
反射部材5を検出するまでの間、エンコーダ10のパル
ス数をカウンタ31で計数する(ステップ57)。ここ
で計数した和をN´とする。N´は補正スイッチをオン
にした時点で実際に回転円板1が1回転したときにエン
コーダ10が読み取ったパルス数である。
【0031】その後、再度、信号処理回路32が基準点
検出器4からの基準点信号を入力したか否かを判断する
(ステップ58)。この答が否定(No)、すなわち回
転円板1が未だ1回転していないとき、ステップ57へ
戻り、基準点検出器4が再度反射部材5を検出するまで
の間、エンコーダ10のパルス数をカウンタ31で計数
し続ける。
【0032】前記ステップ58の答が肯定(Yes)、
すなわち回転円板1が1回転したとき、ステップ59へ
進み、メモリに記憶されていた基準パルス数NをN´に
更新させる。但し、計数した和N´がゼロ又はゼロにご
く近い値のときは、回転円板1が1回転しなかったとし
て更新は行わない。
【0033】最後に、回転円板1の回転を停止させて補
正処理を終了し、ステップ51へ戻り、前述の通常測定
へ移行する。
【0034】上述のように補正処理後は、最新の基準パ
ルス数N´によって回転円板1の回転角度を検出するこ
とになるので、実際に回転円板1が1回転したときの発
生パルス数と基準パルス数との不一致が解消され、回転
角度の検出精度が向上する。
【0035】図6は第2実施例の回転角度読取装置の信
号処理装置のブロック図である。
【0036】信号処理回路46は、基準点信号を入力す
ると補助カウンタ45へカウンタリセット信号を出力す
る。リセットされた補助カウンタ45は、次に基準点信
号が信号処理回路46に入力されるまで、エンコーダ1
0からのエンコーダ信号を入力してパルス数を計数す
る。補助カウンタ45によってカウントされたパルス数
N´はメモリ47に格納される。また、主カウンタ41
に表示ゼロリセット信号が入力されると、スイッチ48
がオンになり、メモリ44に記憶されていた基準パルス
数Nの値がメモリ47に記憶されていたパルス数N´の
値に書き換えられるとともに、主カウンタ41がリセッ
トされる。信号処理回路42は、主カウンタ41によっ
てカウントされたパルス数と、メモリ44に記憶されて
いる基準パルス数(パルス数N´)とに基づいて、回転
円板1の回転角度を検出する。検出された回転角度は表
示装置33に表示される。
【0037】図7は第2実施例の回転角度読取装置の通
常角度測定処理動作を説明するためのフローチャートで
ある。
【0038】まず、表示ゼロリセット信号が入力された
か否かを判断する(ステップ71)。この答が否定(N
o)、すなわち作業者がリセット操作を行わないとき、
ステップ72に進み、エンコーダ10のパルス数を主カ
ウンタ41で計数する。
【0039】そして、信号処理回路42で、主カウンタ
41によってカウントされたパルス数と、予めメモリ4
4に記憶させておいた基準パルス数Nとに基づいて、回
転円板1の回転角度を検出する(ステップ73)。
【0040】最後に、検出した回転角度を表示装置43
に表示し(ステップ74)、ステップ67へ戻る。
【0041】一方、前記ステップ71の答が肯定(Ye
s)、すなわち作業者がリセット操作を行ったとき、ス
テップ75に進み、スイッチ48がオンになり、メモリ
44に記憶させておいた基準パルス数Nを、予め信号処
理回路46で検出されてメモリ47に格納されていた値
N´に更新させる。
【0042】その後、主カウンタ41をリセットさせ
(ステップ76)、ステップ71へ戻る。
【0043】図8は第2実施例の回転角度読取装置の補
正処理動作を説明するためのフローチャートである。こ
の補正処理動作は上記通常角度測定処理と並列的に行わ
れる。
【0044】まず、信号処理回路46が基準点検出器4
からの基準点信号を入力したか否かを判断する(ステッ
プ81)。このステップ81の答が否定(No)、すな
わち回転円板1の回転中に基準点検出器4が反射部材5
を検出しないとき、基準点信号が入力されるまでステッ
プ81の判断を繰り返す。
【0045】前記ステップ81の答が肯定(Yes)、
すなわち回転円板1の回転中に基準点検出器4が反射部
材5を検出したとき、補正カウンタ45にリセット信号
を送出するとともに、再度基準点検出器4が反射部材5
を検出するまで、エンコーダ信号を補正カウンタ45で
計数する(ステップ83)。ここで計数した和をN´と
する。
【0046】その後、再度、信号処理回路32が基準点
検出器4からの基準点信号を入力したか否かを判断する
(ステップ84)。この答が否定(No)、すなわち再
び基準点検出器4が反射部材5を検出しないとき、ステ
ップ83へ戻り、基準点検出器4が再度反射部材5を検
出するまでの間、エンコーダ信号を補正カウンタ45で
計数する。
【0047】前記ステップ83の答が肯定(Yes)、
すなわち再度基準点検出器4が反射部材5を検出したと
き、ステップ75へ進み、計数した和N´をメモリ47
に格納し、その後ステップ81へ戻る。但し、計数した
和N´がゼロ又はゼロにごく近い値のときは、回転円板
1が1回転しなかったとしてメモリ47に格納しない。
【0048】上述のようにしてメモリ47に自動的に最
新のパルス数N´が格納されるので、リセットの度に、
基準パルス数Nは最新のパルス数N´に更新され、作業
者が特に意識しなくとも、回転角度の高い検出精度が保
たれる。
【0049】なお、前述の実施例では基準点の検出器4
としてフォトインタラプタを用いた場合について述べた
が、これに代え、電気式又は磁気式のセンサ等を用いる
ようにしてもよい。
【0050】また、前述の実施例では、回転円板1の外
周に1つの基準点を設け、回転円板1の1回転当たりの
発生パルス数を基準パルス数とした場合について述べた
が、これに代え、2つの基準点を設け、回転円板1が所
定角度回転したときの発生パルス数を基準パルス数とす
るようにしてもよい。
【0051】更に、前述の実施例では摩擦回転体3とし
て回転円板を用いた場合について述べたが、回転円板の
代わりに、歯車やベルト等を介して間接的にエンコーダ
で読み取り、回転円板1の回転量を計測する場合にもこ
の発明を適用することができる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の回転角度
読取装置によれば、回転円板に第1及び第2の基準点を
設け、基準点検出手段でまず第1の基準点を検出した
後、その後第2の基準点を検出するまでの間、パルス計
測手段でパルス数を計測して、このパルス数を基準パル
ス数更新手段で基準パルス数と置き換えるようにしたの
で、例えば経年変化によって摩擦回転体に摩耗による速
度比(回転比)の変化が生じた場合にも、基準点検出手
段が第1の基準点を検出した後第2の基準点を検出する
までの間の計測パルス数と基準パルス数とを一致させる
ことができ、回転角度の検出精度を高く保つことができ
る。
【0053】また、回転円板に基準点を設け、基準点検
出手段で基準点を検出した後、次に基準点を検出するま
での間、パルス計測手段でパルス数を計測して、このパ
ルス数を基準パルス数更新手段で基準パルス数と置き換
えるようにすれば、経年変化によって摩擦回転体に摩耗
による速度比(回転比)の変化が生じた場合にも、回転
円板が1回転したときの発生パルス数と基準パルス数と
を一致させることができ、回転角度の検出精度を高く保
つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施例に係る回転角度読
取装置の平面図である。
【図2】図2は図1のB−B線に沿う断面図である。
【図3】図3は図1の回転角度読取装置の一部を示す斜
視図である。
【図4】図4は第1実施例の信号処理装置のブロック図
である。
【図5】図5は第1実施例の回転角度読取装置の動作を
説明するためのフローチャートである。
【図6】図6は第2実施例の回転角度読取装置の信号処
理装置のブロック図である。
【図7】図7は第2実施例の回転角度読取装置の通常角
度測定処理動作を説明するためのフローチャートであ
る。
【図8】図8は第2実施例の回転角度読取装置の補正処
理動作を説明するためのフローチャートである。
【図9】図9は従来の回転装置の回転角度読取方法を説
明するための図である。
【図10】図10は従来の回転装置の回転角度読取装置
の平面図である。
【図11】図11は図10のB−B線に沿う断面図であ
る。
【符号の説明】
1 回転円板 3 摩擦回転体 4 基準点検出器 5 基準点 6 パルス円板 7 読取ヘッド 31 カウンタ 32,42 信号処理回路 41 主カウンタ 44,47 メモリ 45 補正カウンタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転装置の回転円板の外周に接して従動
    する摩擦回転体と、この摩擦回転体の回転量に応じて生
    じるパルスを計測するパルス計測手段と、前記回転円板
    が第1の基準点から第2の基準点まで回転するまでの間
    に前記パルス計測手段で得た発生パルス数を基準パルス
    数として記憶する記憶手段と、前記パルス計測手段で計
    測したパルス数と前記基準パルス数とに基づいて前記回
    転円板の回転角度を検出する回転角度検出手段とを備え
    た回転角度読取装置において、 前記回転円板に設けられた前記各基準点を検出する基準
    点検出手段と、 前記第1の基準点を検出した後、前記第2の基準点を検
    出するまでの間、前記パルス計測手段でパルス数を計測
    して、このパルス数を前記基準パルス数と置き換える基
    準パルス数更新手段とを備えていることを特徴とする回
    転角度読取装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の基準点は、前記回転円板が1
    回転した時の前記第1の基準点であることを特徴とする
    請求項1に記載の回転角度読取装置。
JP6069914A 1994-03-15 1994-03-15 回転角度読取装置 Withdrawn JPH07253317A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100451534C (zh) * 2004-09-29 2009-01-14 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 对于具有角标度的物体进行制造和安装的方法
KR20160059958A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 인코더 및 회전 각도 위치 산출 방법

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