JPH0850036A

JPH0850036A - ポテンショメータ

Info

Publication number: JPH0850036A
Application number: JP18436894A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nakaho; 純一仲保
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】非接触式の構成としながら、偏心や「がた」
があっても回転角度や移動量の検知精度を高くし、又、
部品点数の低減及び構成の簡単化を図る。【構成】本発明のポテンショメータは、ほぼ円板状を
なすと共に少なくとも一方の側面に高さが周方向に一定
の比率で増加または減少する傾斜面部１６を有する光透
過材製の光偏向部材１５を回転軸１４に取付け、この光
偏向部材１５の周縁部に向けて光ビームを照射するレー
ザダイオード１７をケース１３に配設し、そして、光偏
向部材１５を透過した光ビームを受光すると共にその受
光位置を検出するＰＳＤ１９を基板１２に光偏向部材１
５を挟んでレーザダイオード１７と対向するように配設
して構成されている。この構成の場合、光ビームの受光
位置が回転軸１４の回転角度に応じて変化することか
ら、受光位置に基づいて回転軸１４の回転角度を検出す
ることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸の回転角度また
は移動部材の直線方向の移動量を検出するポテンショメ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポテンショメータとして、従来
より、抵抗体とこの抵抗体の上を摺動するブラシとから
構成された接触式のポテンショメータが使用されてい
る。この構成の場合、ブラシにより抵抗体が摩耗した
り、摩耗粉が生じたりすることがあるため、抵抗体の特
性が変化したり、摩耗粉によりブラシと抵抗体との接触
が不安定となってノイズが発生したりするという不具合
があった。

【０００３】上記不具合を解消する構成として、光セン
サを用いた非接触式のポテンショメータが考えられてい
る。この構成について、図１３を参照して説明する。こ
の図１３において、回転軸１には円板２が取付けられて
おり、この円板２の表面には遮光層３が形成されてい
る。この遮光層３には、透光性を有する渦巻状のスリッ
ト４が形成されている。このスリット４は、次の式ｒ＝ｐ×θ＋ｑ（１）が成立するように形成されている。ここで、ｒは回転軸
１の中心とスリット４との距離、θは基準位置（０°）
からの角度、ｐ、ｑは定数である。そして、図示しない
発光ダイオード及びＰＳＤ（position sensitive detec
tor ）５が上記スリット４を挟んで対向するように配設
されている。この構成では、円板２が回転すると、発光
ダイオードから発光されてスリット４を通ってＰＳＤ５
に受光される光の受光位置が径方向に変化する。従っ
て、ＰＳＤ５から出力される受光位置検知信号に基づい
て円板２即ち回転軸１の回転角度を検知することが可能
になっている。そして、上記構成では、回転軸１の回転
角度を非接触で検知するので、抵抗体が摩耗したり、摩
耗粉が生じたりすることがない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、円板２が偏心していたり、「がた」があったり
した場合、上記式（１）が成立しなくなるため、回転角
度の検知精度が低下するという欠点があった。

【０００５】これに対して、本発明者は、上記欠点を解
消する構成とを発明し、既に出願している（特願平３−
２５６９７７号）。この構成では、螺旋状のスリット４
の外側に円形状のスリットを設け、この円形状のスリッ
トを挟むように発光ダイオード及びＰＳＤを一対配設し
ており、二対のＰＳＤからの受光位置検知信号の差を演
算することにより、二つのスリットの相対間隔を検知
し、回転角度を検知するように構成されている。この場
合、二個のＰＳＤからの受光位置検知信号の差をとるこ
とにより、偏心や「がた」の悪影響を相殺しており、も
って、回転角度の検知精度を高くしている。

【０００６】しかし、上記構成では、２対の発光ダイオ
ード及びＰＳＤを用いる必要があるので、部品点数が多
くなって構成が複雑になると共に、検知信号を処理する
信号処理回路の構成が複雑になるという欠点がある。
尚、この場合、回転角度を検知する回転型ポテンショメ
ータについて説明したが、直線方向の移動量を検知する
直線型ポテンショメータについても、上述した構成とほ
ぼ同様な構成が考えられると共に、ほぼ同様な欠点が生
ずることがわかっている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、非接触式の構成
でありながら、偏心や「がた」があっても回転角度や移
動量の検知精度を十分高くすることができ、しかも、部
品点数を低減できると共に、構成を簡単化することがで
きるポテンショメータを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のポテンショメー
タは、回転軸に取付けられほぼ円板状をなすと共に少な
くとも一方の側面に高さが周方向に一定の比率で増加ま
たは減少する傾斜面部を有する光透過材製の光偏向部材
を備え、固定側に設けられ前記光偏向部材の周縁部に向
けて光ビームを照射する発光手段を備え、そして、前記
光偏向部材を挟んで前記発光手段と対向するように固定
側に設けられ前記光偏向部材を透過した光ビームを受光
すると共にその受光位置を検出する受光位置検出手段を
備えて成るところに特徴を有する。

【０００９】本発明の変形態様のポテンショメータは、
回転軸に取付けられほぼ円板状をなすと共に一方の側面
に高さが周方向に一定の比率で増加または減少する傾斜
状反射面を有する光反射部材を備え、固定側に設けられ
前記光反射部材の傾斜状反射面に向けて光ビームを照射
する発光手段を備え、そして、固定側に設けられ前記光
反射部材の傾斜状反射面で反射した光ビームを受光する
と共にその受光位置を検出する受光位置検出手段とを備
えて構成されている。

【００１０】また、本発明の他のポテンショメータは、
直線方向に往復移動可能に設けられた移動部材を備え、
この移動部材に取付けられ少なくとも一方の側面に高さ
が移動方向に一定の比率で増加または減少する傾斜面部
を有する光透過材製の光偏向部材を備え、固定側に設け
られ前記光偏向部材に向けて光ビームを照射する発光手
段を備え、そして、前記光偏向部材を挟んで前記発光手
段と対向するように固定側に設けられ前記光偏向部材を
透過した光ビームを受光すると共にその受光位置を検出
する受光位置検出手段を備えて成るものである。

【００１１】更に、本発明の他のポテンショメータは、
直線方向に往復移動可能に設けられた移動部材を備え、
この移動部材に取付けられ少なくとも一方の側面に高さ
が移動方向に一定の比率で増加または減少する傾斜状反
射面を有する光反射部材を備え、固定側に設けられ前記
光反射部材の傾斜状反射面に向けて光ビームを照射する
発光手段を備え、そして、固定側に設けられ前記光反射
部材の傾斜状反射面で反射した光ビームを受光すると共
にその受光位置を検出する受光位置検出手段を備えて構
成されている。

【００１２】

【作用】上記手段によれば、発光手段から発光された光
ビームが光偏向部材を透過する際、該光ビームは光偏向
部材の傾斜面部を通るときに屈折する。このため、光ビ
ームの受光位置は光偏向部材即ち回転軸の回転角度に応
じて変化することから、光ビームの受光位置を受光位置
検知手段により検知することにより、回転軸の回転角度
を検出することが可能である。そして、この構成は、非
接触式のポテンショメータであるから、抵抗体が磨耗し
たり、磨耗粉が発生したりすることがない。また、光ビ
ームを光偏向部材に透過させると共に、該光ビームが傾
斜面部で屈折する現象に基づいて回転角度を検知する構
成であるので、光偏向部材が偏心したり、光偏向部材に
「がた」があっても、回転角度の検知精度を十分高くす
ることができる。更に、一対の発光手段及び受光位置検
知手段を設けるだけであるから、部品点数を低減できる
と共に、構成を簡単化することができる。

【００１３】また、上記構成では、光ビームを光偏向部
材に透過させる透過形の構成としたが、これに代えて、
光ビームを反射させる反射形の構成としても良く、具体
的には、ほぼ円板状をなすと共に一方の側面に高さが周
方向に一定の比率で増加または減少する傾斜状反射面を
有する光反射部材を回転軸に取付け、この光反射部材の
傾斜状反射面に向けて光ビームを照射し、そして、光反
射部材の傾斜状反射面で反射した光ビームを受光位置検
出手段により受光すると共にその受光位置を検出する構
成とした。この構成の場合も、光ビームの受光位置は光
反射部材即ち回転軸の回転角度に応じて変化することか
ら、光ビームの受光位置を検知することにより、回転軸
の回転角度を検出することが可能である。

【００１４】一方、上記した透過形の構成を直線形ポテ
ンショメータに適用しても良く、具体的には、直線方向
に往復移動可能に設けられた移動部材に、少なくとも一
方の側面に高さが移動方向に一定の比率で増加または減
少する傾斜面部を有する光透過材製の光偏向部材を取付
ける構成とした。この構成においては、光ビームの受光
位置は光偏向部材即ち移動部材の移動量に応じて変化す
ることから、光ビームの受光位置を検知することによ
り、移動部材の移動量を検出することが可能である。

【００１５】更に、上記した反射形の構成を直線形ポテ
ンショメータに適用しても良く、具体的には、直線方向
に往復移動可能に設けられた移動部材に、少なくとも一
方の側面に高さが移動方向に一定の比率で増加または減
少する傾斜状反射面を有する光反射部材を取付ける構成
とした。この構成においても、光ビームの受光位置は光
反射部材即ち移動部材の移動量に応じて変化することか
ら、光ビームの受光位置を検知することにより、移動部
材の移動量を検出することが可能である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を回転形のポテンショメータに
適用した第１の実施例について図１ないし図４を参照し
ながら説明する。まず、ポテンショメータの概略縦断面
を示す図１において、ポテンショメータの本体１１は、
円板状をなす絶縁材製の基板１２と、カップ状をなすケ
ース１３とから構成されている。このケース１３は、基
板１２の上方を覆うようにして該基板１２の外周部に嵌
合固定されている。上記ケース１３の上部壁部１３ａの
中心部には、回転軸１４が回転可能に貫通支持されてい
る。この回転軸１４の上端部は、ケース１３の上方へ突
出されている。そして、ケース１３内において、回転軸
１４の下端部には、全体としてほぼ円板状をなす光透過
材製の光偏光部材１５が該回転軸１４と一体に回転する
ように取付けられている。

【００１７】この光偏光部材１５には、図３にも示すよ
うに、一方の側面（図３中上面）に螺旋状の傾斜面部１
６が形成されている。この傾斜面部１６は、勾配角度を
αとすると共に（図４参照）、ピッチ（１回転で変化す
る高さ）をＰとしている（図３参照）。この場合、傾斜
面部１６は、高さが周方向に一定の比率で増加（または
減少）する斜面を構成している。また、光偏光部材１５
の他方の側面（図３中下面）は、回転軸１４に直交する
平面状に形成されている。

【００１８】一方、図１及び図２に示すように、固定側
であるケース１３の上部壁部１３ａの内面（図１中下
面）には、発光手段である例えばレーザダイオード１７
が配設されている。このレーザダイオード１７は、図４
に示すように、光ビーム１８を回転軸１４の軸方向に沿
って（図中下方に向けて）発光して、該光ビーム１８を
光偏光部材１５の周縁部に向けて照射する機能を有して
いる。そして、固定側である基板１２の上面部には、受
光位置検出手段である例えばＰＳＤ（position sensiti
ve detector ）１９が光偏光部材１５を挟んで上記レー
ザダイオード１７と対向するように配設されている。上
記ＰＳＤ１９は、光偏光部材１５を透過した光ビーム１
８を受光すると共に、その受光位置を検出して受光位置
検出信号を出力するように構成されている。この場合、
光偏光部材１５を透過した光ビーム１８の受光位置（照
射位置）は、光偏光部材１５が回転すると、それに応じ
て、図２中矢印Ａで示す方向へ移動するように構成され
ており、その受光位置が上記ＰＳＤ１９により検知され
る構成となっている。

【００１９】次に、上記構成の作用を説明する。図４に
示すように、レーザダイオード１７から発光された光ビ
ーム１８が光偏光部材１５を透過する場合、光偏光部材
１５の上面側は回転軸１４に直交する平面であるから、
光ビーム１８は屈折しないで下方へ向けて直進する。そ
して、傾斜面部１６は勾配角度αだけ傾斜しているか
ら、光ビーム１８は傾斜面部１６を通るときに屈折す
る。この場合、光ビーム１８の入射角は上記勾配角度α
と等しい角度αとなる。ここで、光偏光部材１５の屈折
率をｎとすると共に、光ビーム１８の屈折角をβとする
と、次の式が成立する。

【００２０】ｓｉｎ（β）＝ｎ・ｓｉｎ（α）（２）そして、上記したように光ビーム１８は傾斜面部１６を
通るときに屈折すると共に、傾斜面部１６の高さが光偏
光部材１５即ち回転軸１４の回転角度に応じて変化する
ことから、光偏光部材１５を透過した光ビーム１８がＰ
ＳＤ１９へ照射（入射）する位置、即ち、受光位置は光
偏光部材１５（回転軸１４）の回転角度に応じて図２中
矢印Ａで示す方向へ移動する。ここで、回転軸１４の回
転角度をθとし、光ビーム１８の受光位置をＸｐとする
と、次の式が成立する。

【００２１】Ｘｐ＝Ｐ・ｔａｎ（β−α）・θ／３６０（３）従って、ＰＳＤ１９により受光位置Ｘｐを検出すれば、
この検出した受光位置Ｘｐと式（２）と式（３）とに基
づいて回転角度θを演算して求めることが可能である。

【００２２】ところで、上記光偏光部材１５が偏心して
いたり（具体的には、光偏光部材１５の傾斜面部１６の
軸心と回転軸１４の軸心とがずれていたり）、或いは、
回転軸１４に「がた」があったりすると、回転角度θに
検出誤差Δθが発生する。そこで、この検出誤差Δθの
大きさについて考えてみる。今、光偏光部材１５の偏心
量をｅとし、回転軸１４の回転中心から光ビーム１８が
入射する入射面までの距離をＲとし、更に、ａ＝ｅ／Ｒ
とすると、次の式が成立する。

【００２３】 Δθ＜Ａｒｃｓｉｎ｛ａ／（１−ａ）｝（４）ここで、例えばｅ＝０．３ｍｍ、Ｒ＝３０ｍｍであった
とすると、上記式（４）を演算することにより、Δθ＜
０．６°となる。このため、光偏光部材１５が偏心して
いたり、「がた」があったりしたとしても、上記したよ
うに検出誤差Δθが非常に小さくなるから、十分な検出
精度を得ることができる。そして、上記実施例では、一
対のレーザダイオード１７及びＰＳＤ１９を配設するだ
けであるから、二対の構成が必要な従来構成に比べて、
部品点数を低減できて、機械的構成並びに信号処理回路
構成を簡単化することができる。

【００２４】尚、上記した構成の本実施例の場合、ブラ
シ及び抵抗体が存在しない非接触式の構成であるので、
抵抗体が摩耗することがなくなるから、寿命を大幅に長
くすることができると共に、抵抗体の摩耗粉も発生しな
いから、ノイズの発生も皆無とすることができる。

【００２５】図５及び図６は本発明の第２の実施例を示
すものであり、第１の実施例と異なるところを説明す
る。尚、第１の実施例と同一部分には、同一符号を付し
ている。上記第２の実施例は、直線方向に往復移動可能
に設けられた移動部材の移動量を検出する直線形ポテン
ショメータに適用した実施例である。具体的には、図５
に示すように、ポテンショメータの本体２１は、矩形板
状をなす絶縁材製の基板２２と、矩形容器状をなすケー
ス２３とから構成されている。このケース２３は、基板
２２の上方を覆うようにして該基板２２の外周部に嵌合
固定されている。上記ケース２３の右側壁部２３ａ及び
左側壁部２３ｂの各中央部分には、同一直線上に配置さ
れた２本のシャフト２４及び２５がそれぞれ左右方向へ
移動可能に貫通支持されている。

【００２６】上記２本のシャフト２４及び２５は、矩形
枠状をなす保持部材２６（図６も参照）を挟んで一体に
連結されている。これらシャフト２４、２５、保持部材
２６から移動部材２７が構成されている。そして、保持
部材２６の内部には、全体としてほぼ矩形板状をなす光
透過材製の光偏光部材２８が嵌合固定されており、該保
持部材２６（移動部材２７）と一体に移動するように構
成されている。

【００２７】この光偏光部材２８の一方の側面（図５中
下面）には、左右方向へ傾斜する傾斜面部２９が形成さ
れている。この傾斜面部２９の勾配角度をαとする。こ
の場合、傾斜面部２９は、高さが移動方向（図５中左右
方向）に一定の比率で増加（または減少）する斜面であ
る。また、光偏光部材２８の他方の側面（図５中上面）
は、平面状に形成されている。

【００２８】一方、図５に示すように、ケース２３の上
側壁部２３ｃの内面（図５中下面）には、光ビーム１８
を下方に向けて発光するレーザダイオード１７が配設さ
れている。そして、基板２２の上面部には、ＰＳＤ１９
が光偏光部材２８を挟んで上記レーザダイオード１７と
対向するように配設されている。上記ＰＳＤ１９は、光
偏光部材２８を透過した光ビーム１８を受光すると共
に、その受光位置を検出して受光位置検出信号を出力す
るように構成されている。

【００２９】上記第２の実施例の場合、レーザダイオー
ド１７から発光された光ビーム１８が光偏光部材２８を
透過する場合、光偏光部材２８の上面側では、光ビーム
１８が直交して入射するため、光ビーム１８は屈折しな
いで下方へ向けて直進する。そして、光偏光部材２８の
下面側では、傾斜面部２９が勾配角度αだけ傾斜してい
るから、光ビーム１８は傾斜面部２９を通るときに屈折
する。この場合、光ビーム１８の入射角は、上記傾斜面
部２９の勾配角度αと等しい角度αとなる。ここで、光
偏光部材１５の屈折率をｎとすると共に、光ビーム１８
の屈折角をβとすると、次の式が成立する。

【００３０】ｓｉｎ（β）＝ｎ・ｓｉｎ（α）（５）そして、上記したように光ビーム１８は傾斜面部２９を
通るときに屈折すると共に、傾斜面部２９の高さが光偏
光部材２８即ち移動部材２７の左右方向への移動量に応
じて変化することから、光偏光部材２８を透過した光ビ
ーム１８がＰＳＤ１９へ照射（入射）する位置、即ち、
受光位置は光偏光部材２７（移動部材２７）の移動量に
応じて図５中左右方向へ移動する。ここで、移動部材２
７の移動量をＸとし、光ビーム１８の受光位置をＸｐと
すると、次の式が成立する。

【００３１】Ｘｐ＝Ｘ・ｔａｎ（β−α）・ｔａｎ（α）（６）従って、ＰＳＤ１９により受光位置Ｘｐを検出すれば、
この検出した受光位置Ｘｐと式（５）と式（６）とに基
づいて移動量Ｘを演算して求めることが可能である。

【００３２】また、上記第２の実施例では、光偏光部材
２８が移動部材２７の移動方向に直交する方向に多少ず
れていたり、或いは、移動部材２７にいわゆる「がた」
があったりしたとしても、移動量Ｘには検出誤差が発生
することがないから、検出精度を十分高く保持すること
ができる。

【００３３】図７ないし図１０は本発明の第３の実施例
を示すものであり、第１の実施例と異なるところを説明
する。尚、第１の実施例と同一部分には、同一符号を付
している。上記第３の実施例は、回転形ポテンショメー
タに適用した実施例であり、第１の実施例と異なるとこ
ろは、光ビーム１８を光偏向部材１５に透過させる構成
に代えて、光ビームを光反射部材に反射させる構成とし
た点である。具体的には、図７に示すように、光偏向部
材１５に代わる光反射部材３０を回転軸１４の下端に取
付けている。上記光反射部材３０の形状は、図９にも示
すように、光偏向部材１５と同じ形状であり、傾斜面部
３１を有している。この傾斜面部３１の表面（図７中下
面）は光を反射する反射面となっており、該傾斜面部３
１が傾斜状反射面を構成している。

【００３４】そして、基板１２の上面部には、図１０に
も示すように、レーザダイオード１７が光反射部材３０
の傾斜状反射面３１に向けて光ビーム１８を照射するよ
うに配設されており、更に、上記レーザダイオード１７
と並んでＰＳＤ１９が光反射部材３０の傾斜状反射面３
１で反射した光ビーム１８を受光すると共にその受光位
置を検出するように配設されている。

【００３５】上記第３の実施例の場合、図１０に示すよ
うに、レーザダイオード１７から発光された光ビーム１
８が光反射部材３０の傾斜状反射面３１で反射する場
合、光ビーム１８の入射角及び反射角は、それぞれ傾斜
状反射面３１の勾配角度αと等しい角度αとなる。そし
て、光反射部材３０の傾斜状反射面３１の高さが光反射
部材３０即ち回転軸１４の回転角度に応じて変化するこ
とから、光反射部材３０の傾斜状反射面３１で反射した
光ビーム１８がＰＳＤ１９へ照射（入射）する位置、即
ち、受光位置は光反射部材３０（回転軸１４）の回転角
度に応じて図８及び図１０中矢印Ｂで示す方向へ移動す
るように構成されている。ここで、回転軸１４の回転角
度をθとし、光ビーム１８の受光位置をＸｐとすると、
次の式が成立する。

【００３６】Ｘｐ＝Ｐ・ｔａｎ（２α）・θ／３６０（７）従って、ＰＳＤ１９により受光位置Ｘｐを検出すれば、
この検出した受光位置Ｘｐと式（７）とに基づいて回転
角度θを演算して求めることが可能である。これによ
り、第３の実施例においても、第１の実施例とほぼ同様
な作用効果を得ることができる。

【００３７】さて、上記光反射部材３０が偏心していた
り（具体的には、光反射部材３０の傾斜面部３１の軸心
と回転軸１４の軸心とがずれていたり）、或いは、回転
軸１４に「がた」があったりすると、回転角度θに検出
誤差Δθが発生する。そこで、この検出誤差Δθの大き
さについて考えてみる。今、光反射部材３０の偏心量を
ｅとし、回転軸１４の回転中心から光ビーム１８が反射
する反射面までの距離をＲとし、更に、ａ＝ｅ／Ｒとす
ると、次の式が成立する。

【００３８】 Δθ＜Ａｒｃｓｉｎ｛ａ／（１−ａ）｝（８）ここで、例えばｅ＝０．３ｍｍ、Ｒ＝３０ｍｍであった
とすると、上記式（８）を演算することにより、Δθ＜
０．６°となる。このため、光反射部材３０が偏心して
いたり、「がた」があったとしても、その検出誤差Δθ
が非常に小さくなるので、十分な検出精度を得ることが
できる。尚、上述した以外の構成は、第１の実施例の構
成と同じ構成となっている。

【００３９】図１１及び図１２は本発明の第４の実施例
を示すものであり、第２の実施例と異なるところを説明
する。尚、第２の実施例と同一部分には、同一符号を付
している。上記第４の実施例は、直線方向に往復移動可
能に設けられた移動部材の移動量を検出する直線形ポテ
ンショメータに適用し、更に、光ビーム１８を光偏向部
材２８に透過させる構成に代えて、光ビームを光反射部
材に反射させる構成とした実施例である。具体的には、
図１１及び図１２に示すように、光偏向部材２８に代わ
る光反射部材３２を保持部材２６の内部に嵌合固定して
いる。上記光反射部材３２の形状は、光偏向部材２８の
形状と同じであり、傾斜面部３３を有している。この傾
斜面部３３の表面（図１１中下面）は光を反射する反射
面となっており、該傾斜面部３３が傾斜状反射面を構成
している。尚、シャフト２４、２５即ち移動部材２７
は、第２の実施例に比べて、ケース２３内の図１１中上
部側に位置して設けられている。

【００４０】そして、基板２２の上面部には、図１１に
示すように、レーザダイオード１７が光反射部材３２の
傾斜状反射面３３に向けて光ビーム１８を照射するよう
に配設されており、更に、該レーザダイオード１７と並
んでＰＳＤ１９が光反射部材３２の傾斜状反射面３３で
反射した光ビーム１８を受光すると共にその受光位置を
検出するように配設されている。

【００４１】上記第４の実施例の場合、レーザダイオー
ド１７から発光された光ビーム１８が光反射部材３２の
傾斜状反射面３３で反射する場合、光ビーム１８の入射
角及び反射角は、それぞれ上記傾斜面部２９の勾配角度
αと等しい角度αとなる。そして、光反射部材３２の傾
斜状反射面３３の高さが、光反射部材３２即ち移動部材
２７の移動量に応じて変化することから、光反射部材３
２の傾斜状反射面３３で反射した光ビーム１８がＰＳＤ
１９へ照射（入射）する位置、即ち、受光位置は光反射
部材３２（移動部材２７）の移動量に応じて図１１中左
右方向へ移動するように構成されている。ここで、移動
部材２７の移動量をＸとし、光ビーム１８の受光位置を
Ｘｐとすると、次の式が成立する。

【００４２】Ｘｐ＝Ｘ・ｔａｎ（α）・ｔａｎ（２α）（９）従って、ＰＳＤ１９により受光位置Ｘｐを検出すれば、
この検出した受光位置Ｘｐと式（９）とに基づいて移動
量Ｘを演算して求めることが可能である。これにより、
第４の実施例においても、第２の実施例とほぼ同様な作
用効果を得ることができる。尚、上述した以外の構成
は、第２の実施例の構成と同じ構成となっている。

【００４３】また、上記各実施例では、発光手段として
レーザダイオード１７を用いたが、これに代えて、発光
ダイオード（ＬＥＤ）を用いる構成としても良い。この
場合には、ＬＥＤから発光される光をある程度収束した
光ビームにするために、ピンホール（スリット）やレン
ズ等からなる集光手段を設ける構成とすることが好まし
い。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、円板状をなす光透過材製の光偏向部材を回転軸に取
付けると共に、該光偏向部材の一方の側面に、高さが周
方向に一定の比率で増加または減少する傾斜面部を設
け、そして、発光手段から発光された光ビームを光偏向
部材に透過させて、この透過した光ビームを受光位置検
出手段により受光すると共にその受光位置を検出し、こ
の検知した光ビームの受光位置に基づいて回転軸の回転
角度を検出する構成としたので、非接触式のポテンショ
メータでありながら、光偏向部材が偏心したり、光偏向
部材に「がた」があっても、回転角度の検知精度を十分
高くすることができ、しかも、部品点数を低減できると
共に、構成を簡単化することができるという優れた効果
を奏する。

【００４５】また、上記構成において、光ビームを透過
させる光偏向部材の代わりに、光ビームを反射させる光
反射部材を設ける構成としても良い。この構成の場合、
光反射部材の傾斜状反射面で反射した光ビームの受光位
置は光反射部材即ち回転軸の回転角度に応じて変化する
ことから、光ビームの受光位置を検知することにより、
回転軸の回転角度を検出することが可能となり、上記構
成とほぼ同様な効果を得ることができる。

【００４６】一方、上記した光偏向部材に光ビームを透
過させる構成を直線形ポテンショメータに適用しても良
い。具体的には、直線方向に往復移動可能に設けられた
移動部材に、一方の側面に高さが移動方向に一定の比率
で増加または減少する傾斜面部を有する光透過材製の光
偏向部材を取付ける構成とした。この構成では、光偏向
部材を透過した光ビームの受光位置が光偏向部材即ち移
動部材の移動量に応じて変化することから、光ビームの
受光位置を検知することにより、移動部材の移動量を検
出することが可能である。

【００４７】更に、上記した光反射部材に光ビームを反
射させる構成を直線形ポテンショメータに適用しても良
い。具体的には、直線方向に往復移動可能に設けられた
移動部材に、一方の側面に高さが移動方向に一定の比率
で増加または減少する傾斜状反射面を有する光反射部材
を取付ける構成とした。この構成では、光反射部材で反
射した光ビームの受光位置が光反射部材即ち移動部材の
移動量に応じて変化することから、光ビームの受光位置
を検知することにより、移動部材の移動量を検出するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すポテンショメータ
の縦断側面図

【図２】ケース側の下面図

【図３】光偏光部材の斜視図

【図４】作用説明用の光偏光部材周辺の部分側面図

【図５】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図６】図２相当図

【図７】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図８】図２相当図

【図９】図３相当図

【図１０】図４相当図

【図１１】本発明の第４の実施例を示す図１相当図

【図１２】図２相当図

【図１３】従来構成を示す円板の平面図

【符号の説明】

１１は本体、１２は基板、１３はケース、１４は回転
軸、１５は光偏光部材、１６は傾斜面部、１７はレーザ
ダイオード（発光手段）、１９はＰＳＤ（受光位置検出
手段）、２１は本体、２２は基板、２３はケース、２６
は保持部材、２７は移動部材、２８は光偏光部材、２９
は傾斜面部、３０は光反射部材、３１は傾斜状反射面、
３２は光反射部材、３３は傾斜状反射面を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸に取付けられ、ほぼ円板状をなす
と共に少なくとも一方の側面に高さが周方向に一定の比
率で増加または減少する傾斜面部を有する光透過材製の
光偏向部材と、固定側に設けられ前記光偏向部材の周縁部に向けて光ビ
ームを照射する発光手段と、前記光偏向部材を挟んで前記発光手段と対向するように
固定側に設けられ前記光偏向部材を透過した光ビームを
受光すると共にその受光位置を検出する受光位置検出手
段とを備えて成るポテンショメータ。
【請求項２】回転軸に取付けられ、ほぼ円板状をなす
と共に一方の側面に高さが周方向に一定の比率で増加ま
たは減少する傾斜状反射面を有する光反射部材と、固定側に設けられ前記光反射部材の傾斜状反射面に向け
て光ビームを照射する発光手段と、固定側に設けられ前記光反射部材の傾斜状反射面で反射
した光ビームを受光すると共にその受光位置を検出する
受光位置検出手段とを備えて成るポテンショメータ。
【請求項３】直線方向に往復移動可能に設けられた移
動部材と、この移動部材に取付けられ、少なくとも一方の側面に高
さが移動方向に一定の比率で増加または減少する傾斜面
部を有する光透過材製の光偏向部材と、固定側に設けられ前記光偏向部材に向けて光ビームを照
射する発光手段と、前記光偏向部材を挟んで前記発光手段と対向するように
固定側に設けられ前記光偏向部材を透過した光ビームを
受光すると共にその受光位置を検出する受光位置検出手
段とを備えて成るポテンショメータ。
【請求項４】直線方向に往復移動可能に設けられた移
動部材と、この移動部材に取付けられ、少なくとも一方の側面に高
さが移動方向に一定の比率で増加または減少する傾斜状
反射面を有する光反射部材と、固定側に設けられ前記光反射部材の傾斜状反射面に向け
て光ビームを照射する発光手段と、固定側に設けられ前記光反射部材の傾斜状反射面で反射
した光ビームを受光すると共にその受光位置を検出する
受光位置検出手段とを備えて成るポテンショメータ。