JPH07286839A - 回転角センサ - Google Patents

回転角センサ

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JPH07286839A
JPH07286839A JP7856694A JP7856694A JPH07286839A JP H07286839 A JPH07286839 A JP H07286839A JP 7856694 A JP7856694 A JP 7856694A JP 7856694 A JP7856694 A JP 7856694A JP H07286839 A JPH07286839 A JP H07286839A
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JP
Japan
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light
light source
rotating body
housing
rotation angle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7856694A
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Inventor
Katsufumi Morimune
克文 森宗
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源15と基板14上の回路とを接続する配
線作業をなくすことができ、光源15等の位置決め、調
整作業を簡単、確実に行うことができ、回転角を高精度
に検出することができる回転角センサを提供すること。 【構成】 回転体12上に螺旋形状のスリット13aを
有する遮光筒13が形成され、筐体11に基板14が取
り付けられ、基板14に光源15とスリット18aを有
する遮光筒18が配設され、遮光筒18内に鏡面部17
が形成され、光源15から放射された光15aが鏡面部
17に反射し、スリット18a、13aを透過して投影
される位置に光位置検出素子16が搭載されている回転
角センサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転角センサに関し、よ
り詳細には自動車エンジンのスロットル開度等の検知に
用いられる回転角センサに関する。
【0002】
【従来の技術】図8は自動車エンジンのスロットル開度
等の検知に用いられる従来の回転角センサを示した概略
図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)における
A−A線断面図である。筐体91は略有底円筒形形状に
形成され、筐体91下部中央にはメタル軸受91aを介
して軸92が回動可能に枢支されており、軸92下端部
はレバー(図示せず)を介してスロットルバルブシャフ
ト(図示せず)に連結される一方、軸92上端部にはこ
れと直角に金属製のスリット板93が固定されている。
スリット板93にはエッチング法等により幅Wのスリッ
ト93aが形成され、スリット93aの形状は回転角θ
に比例して原点Oからの距離が大きくなるように設定さ
れている。筐体91上端部には基板94が取り付けら
れ、基板94にはIC、抵抗、コンデンサ等よりなる回
路(ともに図示せず)が形成されており、この回路には
コネクタ94aが接続されている。筐体91下部の所定
箇所には光源支持台95aが形成され、光源支持台95
aには光束95cを放射する光源(例えばLED(Ligh
t Emittinng Diode : 発光ダイオード) )95が取り付
けられており、光源95はコード95b、コネクタ94
aを介して基板94の回路に接続されている。スリット
93aを挟んで光源95と対向する基板94下面には1
次元の光位置検出素子96がスリット板93の半径方向
に配設されており、位置検出素子96は基板94の前記
回路に接続されている。これら筐体91、スリット板9
3、基板94等を含んで回転角センサ90が構成されて
おり、回転角センサ90は直径Dは約50mm、高さH
は約20〜30mmに設定されている。
【0003】このように構成された回転角センサ90で
は、上記スロットルバルブシャフトの回転とともにスリ
ット板93が矢印B方向に回転すると、スリット93a
が原点Oを通るOX軸上を横切り、この位置座標(R,
O)がC点から右方に向けて回転角度θに比例しつつ移
動する。そして光源95で放射させた光がスリット93
aを透過し、OX軸上に配設された1次元の位置検出素
子96に照射されることにより、光位置検出素子96に
光電流が発生し、この光電流により位置座標が検出さ
れ、回転角が検知される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した回転角センサ
90においては、筐体91下部の上面における所定箇所
に光源支持台95aを正確に位置決めするのが難しく、
またスリット板93に接触することなく、スリット板9
3と筐体91側面との間にコード95bを通し、コネク
タ94aと光源支持台95aとを接続配線するのが面倒
であるという課題があった。
【0005】また、1次元の位置検出素子96の長さが
スリット板93の半径により規制されるため、スリット
93aの場合よりも検出する最大回転角が大きくなるス
リット93bを形成した場合(図8(b))、単位回転
角当たりの位置検出素子96の長さが短くなり、回転角
の分解能が悪くなるという課題があった。
【0006】また、スリット93aを回転角θに比例し
て原点Oからの距離が長い形状に正確に形成するのが難
しく、このため、回転角を正確に検出するのが困難であ
るという課題があった。
【0007】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、コードの配線作業、光源等の位置決め作業を
正確、かつ容易に行なうことができ、大きい回転角を高
精度に検知することができる回転角センサを提供するこ
とを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る回転角センサは、外部からの光を遮る筐
体と、該筐体内で回転する回転体と、光源と、該光源か
ら放射される光の位置を検出するための光位置検出素子
と、該光位置検出素子が搭載された基板とを備えた回転
角センサにおいて、前記回転体上の外周部近傍に螺旋形
状の第1のスリットを有する第1の遮光筒が前記回転体
と同心軸状に配設される一方、上部基板と側部基板とが
側面視L字形状に一体的に形成された前記基板が前記筐
体の所定箇所に取り付けられ、前記上部基板の所定箇所
に前記光源と、所定形状の第2のスリットを有する第2
の遮光筒とが配設され、該第2の遮光筒内に前記同心軸
に対して所定角度を有する鏡面部が形成され、前記光源
から放射された光が前記鏡面部で反射し、さらに前記第
2のスリット及び第1のスリットを透過して投影される
位置に、前記光位置検出素子が搭載されていることを特
徴としている(1)。
【0009】また、外部からの光を遮る筐体と、該筐体
内で回転する回転体と、光源と、該光源から放射される
光の位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置
検出素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにお
いて、前記回転体上の外周部近傍または前記筐体上部下
面の所定箇所に前記光源が取り付けられ、該光源を覆う
ための遮光筒が所定形状のスリットを有して形成される
一方、前記筐体上部下面または前記回転体上に前記基板
が取り付けられ、前記スリットを挟んで前記光源と対向
する位置に前記回転体の軸心を中心とするリング形状の
前記光位置検出素子が搭載されていることを特徴として
いる(2)。
【0010】また、外部からの光を遮る筐体と、該筐体
内で回転する回転体と、ビーム発射用光源と、該ビーム
発射用光源から放射される光の位置を検出するための光
位置検出素子と、該光位置検出素子が搭載された基板と
を備えた回転角センサにおいて、前記回転体上の外周部
近傍または前記筐体上部下面の所定箇所に前記ビーム発
射用光源が取り付けられ、前記筐体上部下面または前記
回転体上に前記基板が取り付けられ、前記ビーム発射用
光源と対向する位置に前記回転体の軸心を中心とするリ
ング形状の前記光位置検出素子が搭載されていることを
特徴としている(3)。
【0011】また、外部からの光を遮る筐体と、該筐体
内で回転する回転体と、光源と、該光源から放射される
光の位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置
検出素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにお
いて、前記筐体上部下面または前記回転体上の所定箇所
に前記光源が前記回転体の軸心に対して所定角度を有し
て取り付けられ、前記光源を覆うための遮光筒が所定形
状のスリットを有して形成される一方、前記回転体上ま
たは前記筐体上部下面に前記基板が取り付けられ、前記
スリットを挟んで前記光源と対向する位置に前記回転体
の軸心を中心とするリング形状の前記光位置検出素子が
搭載されていることを特徴としている(4)。
【0012】また、外部からの光を遮る筐体と、該筐体
内で回転する回転体と、ビーム発射用光源と、該ビーム
発射用光源から放射される光の位置を検出するための光
位置検出素子と、該光位置検出素子が搭載された基板と
を備えた回転角センサにおいて、前記筐体上部下面また
は前記回転体上の所定箇所に前記ビーム発射用光源が前
記回転体の軸心に対して所定角度を有して取り付けら
れ、前記回転体上または前記筐体上部下面に前記基板が
取り付けられ、前記ビーム発射用光源と対向する位置に
前記回転体の軸心を中心とするリング形状の前記光位置
検出素子が搭載されていることを特徴としている
(5)。
【0013】また、外部からの光を遮る筐体と、該筐体
内で回転する回転体と、光源と、該光源から放射される
光の位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置
検出素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにお
いて、前記回転体上の外周部近傍に所定形状の第1のス
リットを有する第1の遮光筒が前記回転体と同心軸状に
配設され、前記第1の遮光筒内に鏡面部が前記同心軸に
対して所定角度を有して形成される一方、前記筐体下部
上面に所定形状の第2のスリットを有する第2の遮光筒
が配設され、前記筐体上部下面に前記基板が取り付けら
れ、該基板の前記回転体の軸心上に前記光源が搭載さ
れ、該光源から放射された光が前記鏡面部で反射し、さ
らに前記第1のスリット及び第2のスリットを透過して
投影される位置に前記回転体の軸心を中心とするリング
形状の前記光位置検出素子が搭載されていることを特徴
としている(6)。
【0014】
【作用】上記構成の回転角センサ(1)によれば、回転
体上の外周部近傍に螺旋形状の第1のスリットを有する
第1の遮光筒が前記回転体と同心軸状に配設される一
方、上部基板と側部基板とが側面視L字形状に一体的に
形成された基板が筐体の所定箇所に取り付けられ、前記
上部基板の所定箇所に光源と、所定形状の第2のスリッ
トを有する第2の遮光筒とが配設され、該第2の遮光筒
内に前記同心軸に対して所定角度を有する鏡面部が形成
され、前記光源から放射された光が前記鏡面部で反射
し、さらに前記第2のスリット及び第1のスリットを透
過して投影される位置に、光位置検出素子が搭載されて
いるので、前記第1及び第2のスリットを透過した光の
位置により回転角を検出し得ることとなる。このため前
記第1の遮光筒を展開した状態において前記第1のスリ
ットを直線形状に形成し得るとともに、前記第2のスリ
ットも直線形状に形成し得ることとなり、回転角を精度
よく検出し得ることとなる。また前記基板の所定箇所に
前記光源、前記光位置検出素子の端子に接続される回路
を形成し得ることとなる。このため、前記光源と前記基
板上の前記回路とを接続する手間をなくし得るととも
に、前記筐体に取り付ける前に、前記光源、前記第2の
遮光筒、前記光位置検出素子、前記鏡面部の各取り付け
位置や角度を容易に確認し得ることとなり、製造時の組
み立てコストを削減し得ることとなる。
【0015】また上記構成の回転角センサ(2)によれ
ば、回転体上の外周部近傍または筐体上部下面の所定箇
所に光源が取り付けられ、該光源を覆うための遮光筒が
所定形状のスリットを有して形成される一方、前記筐体
上部下面または前記回転体上に基板が取り付けられ、前
記スリットを挟んで前記光源と対向する位置に前記回転
体の軸心を中心とするリング形状の光位置検出素子が搭
載されているので、拡がり放射される光束を前記スリッ
トにより絞り、前記光位置検出素子上に垂直に照射させ
得ることとなり、該照射した光の位置により回転角を検
出し得ることとなる。また前記リング形状の光位置検出
素子は単位回転角当たりの検出長さが比較的長くとれる
ため、回転角の分解能を高め得ることとなり、比較的大
きい回転角を高精度に検出し得ることとなる。
【0016】また上記構成の回転角センサ(3)によれ
ば、回転体上の外周部近傍または筐体上部下面の所定箇
所にビーム発射用光源が取り付けられ、前記筐体上部下
面または前記回転体上に基板が取り付けられ、前記ビー
ム発射用光源と対向する位置に前記回転体の軸心を中心
とするリング形状の光位置検出素子が搭載されているの
で、ビーム光を直接前記光位置検出素子上に垂直に照射
させ得ることとなり、また前記リング形状の光位置検出
素子は単位回転角当たりの検出長さが比較的長くとれる
ため、上記回転角センサ(2)の場合と略同様の作用が
得られることとなる。
【0017】また上記構成の回転角センサ(4)によれ
ば、筐体上部下面または回転体上の所定箇所に光源が前
記回転体の軸心に対して所定角度を有して取り付けら
れ、前記光源を覆うための遮光筒が所定形状のスリット
を有して形成される一方、前記回転体上または前記筐体
上部下面に基板が取り付けられ、前記スリットを挟んで
前記光源と対向する位置に前記回転体の軸心を中心とす
るリング形状の光位置検出素子が搭載されているので、
拡がり放射される光束を前記スリットにより絞り、前記
光位置検出素子上に所定角度を有して照射させ得ること
となり、また前記リング形状の光位置検出素子は単位回
転角当たりの検出長さが比較的長くとれるため、上記回
転角センサ(2)の場合と略同様の作用が得られること
となる。
【0018】また上記構成の回転角センサ(5)によれ
ば、筐体上部下面または回転体上の所定箇所にビーム発
射用光源が前記回転体の軸心に対して所定角度を有して
取り付けられ、前記回転体上または前記筐体上部下面に
基板が取り付けられ、前記ビーム発射用光源と対向する
位置に前記回転体の軸心を中心とするリング形状の光位
置検出素子が搭載されているので、ビーム光を直接前記
光位置検出素子上に所定角度を有して照射させ得ること
となり、また前記リング形状の光位置検出素子は単位回
転角当たりの検出長さが比較的長くとれるため、上記回
転角センサ(2)の場合と略同様の作用が得られること
となる。
【0019】また上記構成の回転角センサ(6)によれ
ば、回転体上の外周部近傍に所定形状の第1のスリット
を有する第1の遮光筒が前記回転体と同心軸状に配設さ
れ、前記第1の遮光筒内に鏡面部が前記同心軸に対して
所定角度を有して形成される一方、筐体下部上面に所定
形状の第2のスリットを有する第2の遮光筒が配設さ
れ、前記筐体上部下面に基板が取り付けられ、該基板の
前記回転体の軸心上に光源が搭載され、該光源から放射
された光が前記鏡面部で反射し、さらに前記第1のスリ
ット及び第2のスリットを透過して投影される位置に前
記回転体の軸心を中心とするリング形状の光位置検出素
子が搭載されているので、回転する前記鏡面部に反射し
た拡がり放射される光束を前記第1のスリット、前記第
2のスリットにより絞り、前記光位置検出素子上に所定
角度を有して照射させ得ることとなる。このため前記第
2の遮光筒を展開した状態において前記第2のスリット
を直線形状に形成し得るとともに、前記第2のスリット
も直線形状に形成し得ることとなり、回転角を精度よく
検出し得ることとなる。また前記リング形状の光位置検
出素子は単位回転角当たりの検出長さが比較的長くとれ
るため、上記回転角センサ(2)の場合と略同様の作用
が得られることとなる。また前記基板の所定箇所に前記
光源、前記光位置検出素子の端子に接続される回路を形
成し得るため、前記光源と前記基板上の前記回路とを接
続する手間をなくし得ることとなり、製造時の組み立て
コストを削減し得ることとなる。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係る回転角センサの実施例を
図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る回転角セ
ンサの実施例(1)を模式的に示した図であり、(a)
は断面図、(b)は回転角センサに組み込まれる遮光筒
の展開図を示している。筐体11は略中空直方体形状に
形成され、筐体上部11aと筐体下部11bとにより構
成されており、筐体11の一辺の長さLは約50mm、
高さHは約20〜30mmに設定されている。筐体下部
11b中央にはメタル軸受11dを介して軸12aが回
動可能に枢支され、軸12a下端部はレバー(図示せ
ず)を介してスロットルバルブシャフト(図示せず)に
連結されている。一方、軸12a上端部にはこれと直角
に円板12bが固定されており、これら軸12a、円板
12bとにより回転体12が構成されている。円板12
b上の外周近傍には回転体12と同心軸状に略円筒形状
を有する遮光筒13が形成され、この表面にはエッチン
グ法等により螺旋形状を有する幅Wが略0.2mmのス
リット13aが形成されている。図1(b)に示したよ
うに、展開時遮光筒13は略長方形形状に形成され、ス
リット13aは(光位置検出素子16の検出高さh)/
(検知する最大の回転角に対応する円周長さl)の勾配
を有する直線形状に形成されている。
【0021】筐体上部11aの上部下面及び側面には、
上部基板14aと側壁基板14bとにより側面視略逆L
字形状に一体的に形成された基板14が取りつけられて
いる。基板14の所定箇所には遮光筒18の取り付け部
(図示せず)が形成されるとともに、IC、抵抗、コン
デンサ等よりなる回路(図示せず)が形成されており、
該回路に光源15、光位置検出素子16の端子がそれぞ
れ接続されるようになっている。上部基板14a下面の
前記回路には光束15aを放射する光源(例えばLE
D)15が搭載され、またコード19が接続されて外部
に導かれており、コード19を通じて信号が入出力さ
れ、また電力が供給されるようになっている。また上部
基板14a下面の前記取り付け部には略円筒形状を有す
る遮光筒18が固定され、この表面には幅Wが略0.2
mm、高さhを有する縦長のスリット18aが形成され
ており、遮光筒18内には回転体12の軸心に対して所
定角度を有する鏡面部17が形成されている。一方、ス
リット18aと対向する側壁基板14b内面の前記回路
には1次元の光位置検出素子16が搭載されており、光
源15から放射された光が鏡面部17で反射し、さらに
スリット18a、13aを透過して光位置検出素子16
に照射されるようになっている。これら光源15、遮光
筒13、18、光位置検出素子16等を含んで回転角セ
ンサ10が構成されている。
【0022】回転角センサ10を組み立て、製造する場
合、まず基板14上の前記取り付け部に遮光筒18を固
定し、基板14上の前記回路に光源15、光位置検出素
子16をそれぞれ搭載する。次に光源15に電力を供給
し、光源15から放射された光がスリット18aを透過
して光位置検出素子16全体に照射されるように鏡面部
17の取り付け角度等を調整・確認した後、基板14を
筐体上部11aに取り付ける。次にメタル軸受11dを
介して筐体下部11bに回転体12を取り付け、筐体上
部11aと筐体下部11bとを結合させる。
【0023】このように構成された回転角センサ10を
用いる場合、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もに遮光筒13が矢印A方向に回転し、光源15から放
射された光がスリット18a、13aを透過して対向す
る1次元の光位置検出素子16に照射される。その際、
遮光筒13の回転角に比例して光位置検出素子16から
電圧が出力され、この出力電圧により回転角が検出され
る。
【0024】上記説明から明らかなように、実施例
(1)に係る回転角センサ10では、スリット18a、
13aを透過した光の位置により回転角を検出すること
ができ、またスリット18a、13aを直線状に正確に
形成することができるため、回転角を精度よく検出する
ことができる。また基板14の所定箇所に光源15、光
位置検出素子16の端子に接続される回路を形成するこ
とができる。このため、光源15と基板14上の前記回
路とを接続する手間をなくすことができるとともに、筐
体11に取り付ける前に、光源15、遮光筒18、光位
置検出素子16、鏡面部17の各取り付け位置や角度を
容易に確認することができ、製造時の組み立てコストを
削減することができる。
【0025】なお実施例(1)では筐体11として略中
空直方体形状に形成されたものを用いたが、側壁基板1
4bの取り付け部を設けることにより、略中空円柱体形
状に形成されたものを用いてもよい。
【0026】図2は実施例(2)に係る回転角センサを
模式的に示した図であり、(a)は縦断面図、(b)は
(a)におけるA−A線断面図を示している。筐体21
は略中空円柱体形状に形成され、筐体上部21aと筐体
下部21bとにより構成されており、外径は約50m
m、高さは約20〜30mmに設定されている。筐体下
部21b中央にはメタル軸受21dを介して軸22aが
回動可能に枢支され、軸22a下端部は図1に示したも
のと同様にスロットルバルブシャフト(図示せず)に連
結されている。一方、軸22a上端部にはこれと直角に
円板22bが固定されており、これら軸22a、円板2
2bとにより回転体22が構成されている。円板22b
上の外周部近傍には光源支持台25bが形成され、光源
支持台25bには図1に示したものと同様の光源25が
上方に向けて垂直に取り付けられており、光源25の周
囲にはこれを覆う略有蓋円筒形形状の遮光筒23が形成
され、遮光筒23上部にはスリット23aが形成されて
いる。
【0027】一方、筐体上部21a下面には基板24が
取り付けられ、基板24にはIC、抵抗、コンデンサ等
よりなる回路(図示せず)が形成されている。基板24
におけるスリット23aを挟んで光源25と対向する位
置には、回転体22の軸心を中心とするリング形状の光
位置検出素子26が搭載されている。また基板24下面
の略中央部にはコネクタ24aが搭載されており、光位
置検出素子26、コネクタ24aの端子はそれぞれ基板
24の前記回路に接続されている。また前記回路にはコ
ード29aが接続されて外部に導かれており、コード2
9aを通じて信号が入出力され、また電力が供給される
ようになっている。また光源25とコネクタ24aとは
コード24bを介し、余裕の長さを有して接続されてお
り、これら光源25、遮光筒23、光位置検出素子26
等を含んで回転角センサ20が構成されている。
【0028】このように構成された回転角センサ20を
用いる場合、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もに光源25と遮光筒23とが矢印B方向(図2
(b))に回転し、光源25から放射された光束25a
の一部がスリット23aを透過して対向するリング形状
の光位置検出素子26に照射される(図2(a))。そ
の際、光源25の回転角に比例して光位置検出素子26
から電圧が出力され、この出力電圧により回転角が検出
される。
【0029】上記説明から明らかなように、実施例
(2)に係る回転角センサ20では、放射される光束2
5aをスリット23aにより絞り、光位置検出素子26
上に垂直に照射させることができ、この照射した光の位
置により回転角を検出することができる。またリング形
状の光位置検出素子26は単位回転角当たりの検出長さ
を比較的長くとることができるため、回転角の分解能を
高めることができ、比較的大きい回転角を高精度に検出
することができる。
【0030】図3は実施例(3)に係る回転角センサを
模式的に示した断面図であり、図中21aは筐体上部を
示している。筐体上部21a下面の所定箇所には光源支
持台25bが形成され、光源支持台25bには図1に示
したものと同様の光源25が下方に向けて垂直に取り付
けられており、光源25の周囲にはこれを覆う略有底円
筒形形状の遮光筒23が形成され、遮光筒23下部には
スリット23aが形成されている。また筐体上部21a
下面の略中央部にはコネクタ24cが配設され、コネク
タ24cと光源25とはコード24dを介して接続され
ている。
【0031】一方、円板22b上には基板24が取り付
けられ、基板24にはIC、抵抗、コンデンサ等よりな
る回路(図示せず)が形成されている。基板24におけ
るスリット23aを挟んで光源25と対向する位置に
は、回転体22の軸心を中心とするリング形状の光位置
検出素子26が搭載されている。また基板24上面の略
中央部にはコネクタ24aが搭載されており、光位置検
出素子26、コネクタ24aの端子はそれぞれ基板24
上の前記回路に接続され、コネクタ24aとコネクタ2
4cとは余裕の長さを有するコード24bを介して接続
されている。またコネクタ24cにはコード29bが接
続されて外部に導かれており、コード29bを通じて信
号が入出力され、また電力が供給されるようになってい
る。その他は図2に示した回転角センサ20と同様に構
成されており、これら光源25、遮光筒23、光位置検
出素子26等を含んで回転角センサ30が構成されてい
る。
【0032】このように構成された回転角センサ30を
用いる場合、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もに光位置検出素子26が回転し、光源25から放射さ
れた光束25aの一部がスリット23aを透過し、回転
する光位置検出素子26上に照射される。その際、光位
置検出素子26の回転角に比例して電圧が出力され、こ
の出力電圧により回転角が検出される。
【0033】上記説明から明らかなように、実施例
(3)に係る回転角センサ30では、実施例(2)の場
合と略同様の効果を得ることができる。
【0034】図4は実施例(4)に係る回転角センサを
模式的に示した断面図であり、図中22bは円板、24
は基板をそれぞれ示している。円板22b上の外周部近
傍には光源支持台25bが形成され、光源支持台25b
にはビーム放射用光源(例えばレーザダイオード)45
が上方に向けて垂直に取り付けられている。一方、基板
24におけるビーム放射用光源45と対向する位置に
は、回転体22の軸心を中心とするリング形状の光位置
検出素子26が搭載されている。その他は図2に示した
回転角センサ20と同様に構成されており、これらビー
ム放射用光源45、光位置検出素子26等を含んで回転
角センサ40が構成されている。
【0035】このように構成された回転角センサ40を
用いる場合、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もにビーム放射用光源45が回転し、ビーム放射用光源
45から放射されたビーム光45aが対向するリング形
状の光位置検出素子26に照射される。その際、ビーム
放射用光源45の回転角に比例して光位置検出素子26
から電圧が出力され、この出力電圧により回転角が検出
される。
【0036】上記説明から明らかなように、実施例
(4)に係る回転角センサ40では、ビーム光45aを
直接光位置検出素子26上に垂直に照射させることがで
き、またリング形状の光位置検出素子26は単位回転角
当たりの検出長さを比較的長くとることができるため、
実施例(2)の場合と略同様の効果を得ることができ
る。
【0037】なお別の実施例では、図3に示した光源2
5、遮光筒23の代わりに、ビーム放射用光源45が取
り付けられたものでもよい。
【0038】図5は実施例(5)に係る回転角センサを
模式的に示した断面図であり、図中52bは円板を示し
ている。円板52b上の略中央部には光源支持台55b
が形成され、光源支持台55bには図1に示したものと
同様の光源25が回転体52の軸心に対して所定角度を
有して取り付けられており、光源25の周囲にはこれを
覆う態様で略有蓋円筒形形状の遮光筒53が形成され、
遮光筒53上部にはスリット53aが形成されている。
その他は図2に示した回転角センサ20と同様に構成さ
れており、これら光源25、遮光筒53、光位置検出素
子26等を含んで回転角センサ50が構成されている。
【0039】このように構成された回転角センサ50を
用いる場合、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もに光源25と遮光筒53とが回転し、光源25から放
射された光束25aの一部がスリット53aを透過し、
対向するリング形状の光位置検出素子26に所定角度を
有して照射される。その際、光源25の回転角に比例し
て光位置検出素子26から電圧が出力され、この出力電
圧により回転角が検出される。
【0040】上記説明から明らかなように、実施例
(5)に係る回転角センサ50では、拡がり放射される
光束25aをスリット53aにより絞り、光位置検出素
子26上に所定角度を有して照射させることができ、ま
たリング形状の光位置検出素子26は単位回転角当たり
の検出長さを比較的長くとることができるため、実施例
(2)の場合と略同様の効果を得ることができる。
【0041】なお別の実施例では、図3に示した光源2
5、光源支持台25b、遮光筒23の代わりに、筐体上
部21a下面の略中央部に光源支持台55bが形成さ
れ、光源支持台55bに光源25が回転体22の軸心に
対して所定角度を有して取りつけられ、光源25の周囲
にこれを覆う遮光筒53が形成されたものでもよい。
【0042】図6は実施例(6)に係る回転角センサを
模式的に示した断面図であり、図中21aは筐体上部、
24は基板をそれぞれ示している。筐体上部21a下面
の略中央部には光源支持台55bが形成され、光源支持
台55bには図4に示したものと同様のビーム放射用光
源45が回転体22の軸心に対して所定角度を有して取
り付けられている。一方、基板24上におけるビーム放
射用光源45と対向する位置には、回転体22の軸心を
中心とするリング形状の光位置検出素子26が搭載され
ている。その他は図3に示した回転角センサ30と略同
様に構成されており、これらビーム放射用光源45、光
位置検出素子26等を含んで回転角センサ60が構成さ
れている。
【0043】このように構成された回転角センサ60で
は、前記スロットルバルブシャフトの回転とともに光位
置検出素子26が回転し、ビーム放射用光源45から放
射されたビーム光45aが回転する光位置検出素子26
上に照射される。その際、光位置検出素子26の回転角
に比例して電圧が出力され、この出力電圧により回転角
が検出される。
【0044】上記説明から明らかなように、実施例
(6)に係る回転角センサ60では、ビーム光45aを
直接光位置検出素子26上に所定角度を有して照射させ
ることができ、またリング形状の光位置検出素子26は
単位回転角当たりの検出長さを比較的長くとることがで
きるため、実施例(2)の場合と略同様の効果を得るこ
とができる。
【0045】なお別の実施例では、図5に示した光源2
5、遮光筒53の代わりに、ビーム放射用光源45が配
設されたものでもよい。
【0046】図7は実施例(7)に係る回転角センサを
模式的に示した断面図であり、図中52bは円板を示し
ている。円板52b上の外周部近傍には回転体52と同
心軸状に略円筒形状を有する遮光筒73が配設されてい
る。この表面には幅が略0.2mmを有する縦長のスリ
ット73aが形成されており、遮光筒73内には回転体
52の同心軸に対して所定角度を有する鏡面部77が形
成されている。
【0047】一方、筐体下部21b上面には略円筒形状
を有する遮光筒78が回転体52と同心軸状に配設され
ており、遮光筒78の所定箇所にはこの円周に沿う態様
で幅Wが0.2mmを有する展開状態で直線形状のスリ
ット78aが形成されている。また筐体上部21a下面
には基板74が取りつけられ、基板74にはIC、抵
抗、コンデンサ等よりなる回路(図示せず)が形成され
ており、該回路に光源25、光位置検出素子26の端子
がそれぞれ接続されるようになっている。基板74にお
ける前記回路には、光束25aを放射する光源(例えば
LED)25が回転体42の軸心上に搭載される一方、
回転体52の軸心を中心とするリング形状の光位置検出
素子26がスリット78aと対向する側に搭載されてい
る。また前記回路にはコード29aが接続されて外部に
導かれており、コード29aを通じて信号が入出力さ
れ、また電力が供給されるようになっている。その他は
図5に示した回転角センサ50と略同様に構成されてお
り、これら光源25、遮光筒73、78、光位置検出素
子26等を含んで回転角センサ70が構成されている。
【0048】このように構成された回転角センサ70を
用いる場合、前記スロットルバルブシャフトの回転とと
もに鏡面部77と遮光筒73とが回転し、光源25から
放射された光束25aが鏡面部77に反射し、この一部
がスリット73a、78aを透過し、対向するリング形
状の光位置検出素子26に照射される。その際、鏡面部
77と遮光筒73の回転角に比例して光位置検出素子2
6から電圧が出力され、この出力電圧により回転角が検
出される。
【0049】上記説明から明らかなように、実施例
(7)に係る回転角センサ70では、回転する鏡面部7
7に反射した拡がり放射される光束25aをスリット7
3a、78aにより絞り、光位置検出素子26上に所定
角度を有して照射させることができ、このため遮光筒7
8を展開した状態においてスリット78を直線形状に形
成することができるとともに、スリット73aも直線形
状に形成することができる。またリング形状の光位置検
出素子26は単位回転角当たりの検出長さを比較的長く
とることができるため、実施例(2)の場合と略同様の
効果を得ることができる。また基板74の所定箇所に光
源25、光位置検出素子26の端子に接続される回路を
形成することができるため、光源25と基板74上の前
記回路とを接続する手間をなくすことができ、製造時の
組み立てコストを削減することができる。
【0050】なお、上記実施例ではいずれも自動車エン
ジンのスロットル開度の検知に用いた場合について説明
したが、何ら自動車エンジンのスロットル開度の検知の
みに限定されるものではない。
【0051】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る回転角
センサ(1)にあっては、回転体上の外周部近傍に螺旋
形状の第1のスリットを有する第1の遮光筒が前記回転
体と同心軸状に配設される一方、上部基板と側部基板と
が側面視L字形状に一体的に形成された基板が筐体の所
定箇所に取り付けられ、前記上部基板の所定箇所に光源
と、所定形状の第2のスリットを有する第2の遮光筒と
が配設され、該第2の遮光筒内に前記同心軸に対して所
定角度を有する鏡面部が形成され、前記光源から放射さ
れた光が前記鏡面部で反射し、さらに前記第2のスリッ
ト及び第1のスリットを透過して投影される位置に、光
位置検出素子が搭載されているので、前記第1及び第2
のスリットを透過した光の位置により回転角を検出する
ことができる。このため前記第1の遮光筒を展開した状
態において前記第1のスリットを直線形状に形成し得る
とともに、前記第2のスリットも直線形状に形成するこ
とができ、回転角を精度よく検出することができる。ま
た前記基板の所定箇所に前記光源、前記光位置検出素子
の端子に接続される回路を形成することができる。この
ため、前記光源と前記基板上の前記回路とを接続する手
間をなくすことができるとともに、前記筐体に取り付け
る前に、前記光源、前記第2の遮光筒、前記光位置検出
素子、前記鏡面部の各取り付け位置や角度を容易に確認
することができ、製造時の組み立てコストを削減するこ
とができる。
【0052】また本発明に係る回転角センサ(2)にあ
っては、回転体上の外周部近傍または筐体上部下面の所
定箇所に光源が取り付けられ、該光源を覆うための遮光
筒が所定形状のスリットを有して形成される一方、前記
筐体上部下面または前記回転体上に基板が取り付けら
れ、前記スリットを挟んで前記光源と対向する位置に前
記回転体の軸心を中心とするリング形状の光位置検出素
子が搭載されているので、拡がり放射される光束を前記
スリットにより絞り、前記光位置検出素子上に垂直に照
射させることができ、該照射した光の位置により回転角
を検出することができる。また前記リング形状の光位置
検出素子は単位回転角当たりの検出長さを比較的長くと
ることができるため、回転角の分解能を高めることあで
き、比較的大きい回転角を高精度に検出することができ
る。
【0053】また本発明に係る回転角センサ(3)にあ
っては、回転体上の外周部近傍または筐体上部下面の所
定箇所にビーム発射用光源が取り付けられ、前記筐体上
部下面または前記回転体上に基板が取り付けられ、前記
ビーム発射用光源と対向する位置に前記回転体の軸心を
中心とするリング形状の光位置検出素子が搭載されてい
るので、ビーム光を直接前記光位置検出素子上に垂直に
照射させることができ、また前記リング形状の光位置検
出素子は単位回転角当たりの検出長さを比較的長くとる
ことができるため、上記回転角センサ(2)の場合と略
同様の効果を得ることができる。
【0054】また本発明に係る回転角センサ(4)にあ
っては、筐体上部下面または回転体上の所定箇所に光源
が前記回転体の軸心に対して所定角度を有して取り付け
られ、前記光源を覆うための遮光筒が所定形状のスリッ
トを有して形成される一方、前記回転体上または前記筐
体上部下面に基板が取り付けられ、前記スリットを挟ん
で前記光源と対向する位置に前記回転体の軸心を中心と
するリング形状の光位置検出素子が搭載されているの
で、拡がり放射される光束を前記スリットにより絞り、
前記光位置検出素子上に所定角度を有して照射させるこ
とができ、また前記リング形状の光位置検出素子は単位
回転角当たりの検出長さを比較的長くることができるた
め、上記回転角センサ(2)の場合と略同様の効果を得
ることができる。
【0055】また本発明に係る回転角センサ(5)にあ
っては、筐体上部下面または回転体上の所定箇所にビー
ム発射用光源が前記回転体の軸心に対して所定角度を有
して取り付けられ、前記回転体上または前記筐体上部下
面に基板が取り付けられ、前記ビーム発射用光源と対向
する位置に前記回転体の軸心を中心とするリング形状の
光位置検出素子が搭載されているので、ビーム光を直接
前記光位置検出素子上に所定角度を有して照射さること
ができ、また前記リング形状の光位置検出素子は単位回
転角当たりの検出長さを比較的長くることができるた
め、上記回転角センサ(2)の場合と略同様の効果を得
ることができる。
【0056】また本発明に係る回転角センサ(6)にあ
っては、回転体上の外周部近傍に所定形状の第1のスリ
ットを有する第1の遮光筒が前記回転体と同心軸状に配
設され、前記第1の遮光筒内に鏡面部が前記同心軸に対
して所定角度を有して形成される一方、筐体下部上面に
所定形状の第2のスリットを有する第2の遮光筒が配設
され、前記筐体上部下面に基板が取り付けられ、該基板
の前記回転体の軸心上に光源が搭載され、該光源から放
射された光が前記鏡面部で反射し、さらに前記第1のス
リット及び第2のスリットを透過して投影される位置に
前記回転体の軸心を中心とするリング形状の光位置検出
素子が搭載されているので、回転する前記鏡面部に反射
した拡がり放射される光束を前記第1のスリット、前記
第2のスリットにより絞り、前記光位置検出素子上に所
定角度を有して照射さることができる。このため前記第
2の遮光筒を展開した状態において前記第2のスリット
を直線形状に形成することができるとともに、前記第1
のスリットも直線形状に形成することができ、回転角を
精度よく検出することができる。また前記リング形状の
光位置検出素子は単位回転角当たりの検出長さを比較的
長くとることができるため、上記回転角センサ(2)の
場合と略同様の効果を得ることができる。また前記基板
の所定箇所に前記光源、前記光位置検出素子の端子に接
続される回路を形成することができるため、前記光源と
前記基板上の前記回路とを接続する手間をなくすことが
でき、製造時の組み立てコストを削減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転角センサの実施例(1)を模
式的に示した図であり、(a)は断面図、(b)は回転
角センサに組み込まれる遮光筒の展開図を示している。
【図2】実施例(2)に係る回転角センサを模式的に示
した図であり、(a)は縦断面図、(b)は(a)にお
けるA−A線断面図を示している。
【図3】実施例(3)に係る回転角センサを模式的に示
した断面図である。
【図4】実施例(4)に係る回転角センサを模式的に示
した断面図である。
【図5】実施例(5)に係る回転角センサを模式的に示
した断面図である。
【図6】実施例(6)に係る回転角センサを模式的に示
した断面図である。
【図7】実施例(7)に係る回転角センサを模式的に示
した断面図である。
【図8】従来の回転角センサを示した概略図であり、
(a)は縦断面図、(b)は(a)におけるA−A線断
面図である。
【符号の説明】
10 回転角センサ 11 筐体 11a 筐体上部 12 回転体 13、18 遮光筒 13a、18a スリット 14 基板 15 光源 16 光位置検出素子 17 鏡面部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からの光を遮る筐体と、該筐体内で
    回転する回転体と、光源と、該光源から放射される光の
    位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置検出
    素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにおい
    て、前記回転体上の外周部近傍に螺旋形状の第1のスリ
    ットを有する第1の遮光筒が前記回転体と同心軸状に配
    設される一方、上部基板と側部基板とが側面視L字形状
    に一体的に形成された前記基板が前記筐体の所定箇所に
    取り付けられ、前記上部基板の所定箇所に前記光源と、
    所定形状の第2のスリットを有する第2の遮光筒とが配
    設され、該第2の遮光筒内に前記同心軸に対して所定角
    度を有する鏡面部が形成され、前記光源から放射された
    光が前記鏡面部で反射し、さらに前記第2のスリット及
    び第1のスリットを透過して投影される位置に、前記光
    位置検出素子が搭載されていることを特徴とする回転角
    センサ。
  2. 【請求項2】 外部からの光を遮る筐体と、該筐体内で
    回転する回転体と、光源と、該光源から放射される光の
    位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置検出
    素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにおい
    て、前記回転体上の外周部近傍または前記筐体上部下面
    の所定箇所に前記光源が取り付けられ、該光源を覆うた
    めの遮光筒が所定形状のスリットを有して形成される一
    方、前記筐体上部下面または前記回転体上に前記基板が
    取り付けられ、前記スリットを挟んで前記光源と対向す
    る位置に前記回転体の軸心を中心とするリング形状の前
    記光位置検出素子が搭載されていることを特徴とする回
    転角センサ。
  3. 【請求項3】 外部からの光を遮る筐体と、該筐体内で
    回転する回転体と、ビーム発射用光源と、該ビーム発射
    用光源から放射される光の位置を検出するための光位置
    検出素子と、該光位置検出素子が搭載された基板とを備
    えた回転角センサにおいて、前記回転体上の外周部近傍
    または前記筐体上部下面の所定箇所に前記ビーム発射用
    光源が取り付けられ、前記筐体上部下面または前記回転
    体上に前記基板が取り付けられ、前記ビーム発射用光源
    と対向する位置に前記回転体の軸心を中心とするリング
    形状の前記光位置検出素子が搭載されていることを特徴
    とする回転角センサ。
  4. 【請求項4】 外部からの光を遮る筐体と、該筐体内で
    回転する回転体と、光源と、該光源から放射される光の
    位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置検出
    素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにおい
    て、前記筐体上部下面または前記回転体上の所定箇所に
    前記光源が前記回転体の軸心に対して所定角度を有して
    取り付けられ、前記光源を覆うための遮光筒が所定形状
    のスリットを有して形成される一方、前記回転体上また
    は前記筐体上部下面に前記基板が取り付けられ、前記ス
    リットを挟んで前記光源と対向する位置に前記回転体の
    軸心を中心とするリング形状の前記光位置検出素子が搭
    載されていることを特徴とする回転角センサ。
  5. 【請求項5】 外部からの光を遮る筐体と、該筐体内で
    回転する回転体と、ビーム発射用光源と、該ビーム発射
    用光源から放射される光の位置を検出するための光位置
    検出素子と、該光位置検出素子が搭載された基板とを備
    えた回転角センサにおいて、前記筐体上部下面または前
    記回転体上の所定箇所に前記ビーム発射用光源が前記回
    転体の軸心に対して所定角度を有して取り付けられ、前
    記回転体上または前記筐体上部下面に前記基板が取り付
    けられ、前記ビーム発射用光源と対向する位置に前記回
    転体の軸心を中心とするリング形状の前記光位置検出素
    子が搭載されていることを特徴とする回転角センサ。
  6. 【請求項6】 外部からの光を遮る筐体と、該筐体内で
    回転する回転体と、光源と、該光源から放射される光の
    位置を検出するための光位置検出素子と、該光位置検出
    素子が搭載された基板とを備えた回転角センサにおい
    て、前記回転体上の外周部近傍に所定形状の第1のスリ
    ットを有する第1の遮光筒が前記回転体と同心軸状に配
    設され、前記第1の遮光筒内に鏡面部が前記同心軸に対
    して所定角度を有して形成される一方、前記筐体下部上
    面に所定形状の第2のスリットを有する第2の遮光筒が
    配設され、前記筐体上部下面に前記基板が取り付けら
    れ、該基板の前記回転体の軸心上に前記光源が搭載さ
    れ、該光源から放射された光が前記鏡面部で反射し、さ
    らに前記第1のスリット及び第2のスリットを透過して
    投影される位置に前記回転体の軸心を中心とするリング
    形状の前記光位置検出素子が搭載されていることを特徴
    とする回転角センサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1408342A2 (de) * 2002-10-08 2004-04-14 Abatec-Electronic AG Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Objektes mit optischen Mitteln

Cited By (2)

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EP1408342A2 (de) * 2002-10-08 2004-04-14 Abatec-Electronic AG Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Objektes mit optischen Mitteln
EP1408342A3 (de) * 2002-10-08 2004-08-04 Abatec-Electronic AG Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines Objektes mit optischen Mitteln

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