JPH0850037A - 回転角センサ - Google Patents

回転角センサ

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JPH0850037A
JPH0850037A JP18572394A JP18572394A JPH0850037A JP H0850037 A JPH0850037 A JP H0850037A JP 18572394 A JP18572394 A JP 18572394A JP 18572394 A JP18572394 A JP 18572394A JP H0850037 A JPH0850037 A JP H0850037A
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JP
Japan
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rotation angle
light
light source
slit
detecting element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18572394A
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English (en)
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】 基板16を1個に削減することができ、配線
作業を省略すると共に光源17及び光位置検出素子18
の位置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行なうことが
でき、検出精度の高い回転角センサ10を提供するこ
と。 【構成】 半径R1 を有する反射部14と、中心からの
距離R2 がR2 =R0 −Kθの関係を有する反射部15
とが、回転板13にそれぞれ所定傾斜角α、βを有し、
かつ対向して形成されると共に、スポット光17aを照
射する光源17及び光位置検出素子18が同一基板16
に搭載されている回転角センサ10。

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7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等を
介して回転軸92が回動可能に枢支されており、回転軸
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のスリット部93aが形成され、スリット部93aの
形状は半径R3 と回転角θとが比例関係を有して設定さ
れており、例えば下記の数1に示したように回転角θに
比例して半径R3 が小さくなっている。
【0003】
【数1】
【0004】筐体91下部の上面には基板94が配設さ
れており、基板94上面の所定箇所には光束95bを放
射する光源(例えばLED(Light Emitting Diode: 発
光ダイオード)95が取り付けられている。一方、筐体
91上端部には基板97が取り付けられ、基板97には
IC、抵抗、コンデンサ等より成る回路(共に図示せ
ず)が形成されており、この回路と光源95とはコード
95aを介して接続されている。またスリット部93a
を挟んで光源95と対向する基板97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、光位置検出素子96は基板97の前記回路
に接続されている。これら筐体91、スリット板93、
基板94、97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の直径Dは約50mm、高さ
Hは約20〜30mmに設定されている。
【0005】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共にスリッ
ト板93が反時計方向に回転すると、スリット部93a
がスリット板93の中心点Oを通るOX軸上を横切り、
この位置座標(0,R3 )がB点から左方へ向けて回転
角θに比例しつつ移動する。そして光源95により放射
された光がスリット部93aを透過し、OX軸上に配設
された1次元の光位置検出素子96により照射されるこ
とにより、光位置検出素子96に光電流が発生し、この
光電流により前記位置座標が検出され、回転角が検出さ
れる。
【0006】
【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、2枚の基板94、97を必要とし、光
源95と光位置検出素子96との相対的位置決めが難し
く、またスリット板93に接触することなくスリット板
93と筐体91側面との間にコード95aを通し、光源
95と基板97とを接続配線するのが面倒であるという
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、配設される基板数を削減することができ、コ
ードの配線作業、光源と光位置検出素子との位置決め作
業を簡単、かつ確実に行なうことができ、検出精度の高
い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軸と、該回転軸に取り付
けられた回転板と、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を備えた回転角
センサにおいて、半径R1 を有する第1の反射部と、中
心からの距離R2 がR2 =R0 −KθまたはR2 =R0
+Kθ(ただし、R0 は原点における中心からの距離、
θは前記原点からの回転角、Kは定数)の関係を有する
第2の反射部とが、前記回転板にそれぞれ所定傾斜角を
有し、かつ対向して形成されると共に、スポット光を照
射する光源及び前記光位置検出素子が同一基板に搭載さ
れていることを特徴としている(1)。
【0009】また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軸と、該
回転軸に取り付けられた回転板と、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
を備えた回転角センサにおいて、半径R1 を有する第1
の反射部と、中心からの距離R2 がR2 =R0 −Kθま
たはR2 =R0 +Kθ(ただし、R0 は原点における中
心からの距離、θは前記原点からの回転角、Kは定数)
の関係を有する第2の反射部とが、前記回転板にそれぞ
れ所定傾斜角を有し、かつ対向して形成されると共に、
前記光源及び前記光位置検出素子が同一基板に搭載さ
れ、前記第1の反射部前方に、所定幅のスリット部が形
成されたスリット板が配設されていることを特徴として
いる(2)。
【0010】また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軸と、該
回転軸に取り付けられた回転板と、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
を備えた回転角センサにおいて、半径R1 を有する第1
の反射部と、半径R2 を有する第2の反射部とが前記回
転板にそれぞれ所定傾斜角を有し、かつ対向して形成さ
れると共に、前記第2の反射部前方に、中心からの距離
3 がR3 =R0 −KθまたはR3 =R0 +Kθ(ただ
し、R0 は原点における中心からの距離、θは前記原点
からの回転角、Kは定数)の関係を有する所定幅のスリ
ット部が形成されたスリット板が配設されていることを
特徴としている(3)。
【0011】また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軸と、該
回転軸に取り付けられた回転板と、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
を備えた回転角センサにおいて、半径R1 を有する第1
の反射部と、半径R2 を有する第2の反射部とが前記回
転板にそれぞれ所定傾斜角を有し、かつ対向して形成さ
れると共に、前記第2の反射部前方に、半径R0 を有す
る非連続の第1のスリット部と、中心からの距離R3
3 =R0 −Kθ' またはR3 =R0 +Kθ' (ただ
し、θ' は第2のスリット部における原点からの回転
角、Kは定数)の関係を有する所定幅の前記第2のスリ
ット部とが形成されたスリット板が配設されていること
を特徴としている(4)。
【0012】
【作用】上記構成の回転角センサ(1)によれば、半径
1 を有する第1の反射部と、中心からの距離R2 がR
2 =R0 −KθまたはR2 =R0 +Kθの関係を有する
第2の反射部とが、回転板にそれぞれ所定傾斜角を有
し、かつ対向して形成されると共に、スポット光を照射
する光源及び光位置検出素子が同一基板に搭載されてい
るので、前記光源から照射されたスポット光は前記第1
の反射部で反射された後、前記第2の反射部で反射さ
れ、この反射光が前記第2の反射部の形状に沿って移動
しつつ、前記光位置検出素子へ垂直に入射されることと
なる。すると、この入射光の移動に基づき変化する前記
光位置検出素子の出力電圧により前記入射位置R2 が検
出され、前記回転板の回転角θが検出されることとな
る。また前記光源及び前記光位置検出素子が同一の前記
基板に搭載されるため、該基板に前記光源及び前記光位
置検出素子の端子に接続される回路を予め形成し得るこ
ととなり、前記光源及び前記光位置検出素子の位置決め
・搭載作業を簡単、かつ確実に行い得ると共に、従来行
なわれていたこれらの間のコードによる配線作業を省略
し得ることとなる。
【0013】また上記構成の回転角センサ(2)によれ
ば、半径R1 を有する第1の反射部と、中心からの距離
2 がR2 =R0 −KθまたはR2 =R0 +Kθの関係
を有する第2の反射部とが、回転板にそれぞれ所定傾斜
角を有し、かつ対向して形成されると共に、光源及び光
位置検出素子が同一基板に搭載され、前記第1の反射部
前方に、所定幅のスリット部が形成されたスリット板が
配設されているので、前記光源から照射される光束は前
記所定幅を有するスリット部により絞られ、この絞られ
た光は前記第1の反射部で反射された後、前記第2の反
射部で反射され、この反射光が前記第2の反射部の形状
に沿って移動しつつ、前記光位置検出素子へ垂直に入射
されることとなる。すると、この入射光の移動に基づき
変化する前記光位置検出素子の出力電圧により前記入射
位置R2 が検出され、前記回転板の回転角θが検出され
ることとなる。また前記光源及び前記光位置検出素子が
同一の前記基板に搭載されるため、該基板に前記光源及
び前記光位置検出素子の端子に接続される回路を予め形
成し得ることとなり、前記光源及び前記光位置検出素子
の位置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行い得ると共
に、従来行なわれていたこれらの間のコードによる配線
作業を省略し得ることとなる。
【0014】また上記構成の回転角センサ(3)によれ
ば、半径R1 を有する第1の反射部と、半径R2 を有す
る第2の反射部とが回転板にそれぞれ所定傾斜角を有
し、かつ対向して形成されると共に、前記第2の反射部
前方に、中心からの距離R3 がR3 =R0 −Kθまたは
3 =R0 +Kθの関係を有する所定幅のスリット部が
形成されたスリット板が配設されているので、前記光源
から照射される光束は前記第1の反射部で反射された
後、前記第2の反射部で反射され、さらにこの反射光束
の一部が前記スリット部を透過し、該スリット部の形状
に沿って移動しつつ、前記光位置検出素子へ垂直に入射
されることとなる。すると、この入射光の移動に基づき
変化する前記光位置検出素子の出力電圧により前記入射
位置R3 が検出され、前記回転板の回転角θが検出され
ることとなる。また前記光源及び前記光位置検出素子が
同一の前記基板に搭載されるため、該基板に前記光源及
び前記光位置検出素子の端子に接続される回路を予め形
成し得ることとなり、前記光源及び前記光位置検出素子
の位置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行い得ると共
に、従来行なわれていたこれらの間のコードによる配線
作業を省略し得ることとなる。
【0015】また上記構成の回転角センサ(4)によれ
ば、半径R1 を有する第1の反射部と、半径R2 を有す
る第2の反射部とが回転板にそれぞれ所定傾斜角を有
し、かつ対向して形成されると共に、前記第2の反射部
前方に、半径R0 を有する非連続の第1のスリット部
と、中心からの距離R3 がR3 =R0 −Kθ''またはR
3=R0 +Kθ''の関係を有する所定幅の第2のスリッ
ト部とが形成されたスリット板が配設されているので、
前記光源から照射される光束は前記第1の反射部で反射
された後、前記第2の反射部で反射され、さらにこの反
射光束の一部が前記第1のスリット部または第2のスリ
ット部を透過し、前記光位置検出素子へ垂直に入射され
ることとなる。すると、前記非連続の第1のスリット部
からの入射光に基づき、前記光位置検出素子からパルス
電圧が出力され、このパルス数がカウントされることに
より前記回転板の回転角θ' が検出されることとなる。
さらに前記回転板が回転すると、前記第2のスリット部
からの入射光の入射位置に基づき変化する前記光位置検
出素子の出力電圧により前記回転角θ''が検出され、該
回転角θ''と前記第1のスリット部から検出された回転
角θ' との和により、前記回転板の回転角θが検出され
ることとなる。また前記第2のスリット部における定数
Kを比較的大きく設定し得るため、分解能が高められ、
必要とする前記回転角θ''近傍を高精度に検出し得ると
共に、前記第1のスリット部との複合作用により比較的
広い範囲の回転角θを検出し得ることとなる。また前記
光源及び前記光位置検出素子が同一の前記基板に搭載さ
れるため、該基板に前記光源及び前記光位置検出素子の
端子に接続される回路を予め形成し得ることとなり、前
記光源及び前記光位置検出素子の位置決め・搭載作業を
簡単、かつ確実に行い得ると共に、従来行なわれていた
これらの間のコードによる配線作業をなくし得ることと
なる。
【0016】
【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は実施例1に係る回転角
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1
1は円板11aと天井付き略円筒形形状の容器11bと
により密閉状に構成されており、筐体11下部中央には
メタル軸受12a等を介して回転軸12が回動可能に枢
支されている。回転軸12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、回転軸12上端部にはこれと直角にステン
レス鋼等の金属を用いて形成された略円板形状の回転板
13が取り付けられている。回転板13下部には傾斜角
αが約45度で、かつ半径がR1 に設定された反射部1
4と、傾斜角βが約45度で、かつ中心からの距離がR
2 に設定された反射部15とが対向しつつ溝形状に形成
されており、反射部14、15の表面は鏡面に仕上げら
れている。また反射部15の中心からの距離R2 と回転
板13の回転角θとは比例関係を有しており、回転板1
3が断面視反時計方向に回転すると、下記の数2に示し
たように回転角θに比例して中心からの距離R2 が原点
半径R0 から次第に小さくなるように設定されている。
【0017】
【数2】
【0018】一方、筐体11下部の上面には略円板形状
の基板16が配設されており、基板16には回路(図示
せず)が形成され、この回路におけるOX軸上の所定箇
所にはスポット光17aを上方に照射する光源(例えば
レーザーダイオード)17と1次元の光位置検出素子1
8とがそれぞれ搭載されており、光位置検出素子18は
回転板13の半径方向に設定されている。これら回転板
13、反射部14、15、光源17、光位置検出素子1
8等を含んで回転角センサ10が構成されている。
【0019】このように構成された回転角センサ10で
は、光源17から上方に照射されたスポット光17aは
反射部14の反射線14a上で反射され、この反射光1
7bが反射部15の反射線15a上で反射され、この反
射光17cが光位置検出素子18における位置R2 へ垂
直に入射される。そして上記スロットルバルブシャフト
の回転に伴い、回転軸12を介して回転板13が断面視
反時計方向に回転すると、反射線15a上を反射光17
bが移動して反射光17cが光位置検出素子18上を移
動する。すると光位置検出素子18の出力電圧により入
射位置R2 が逐一検出され、上記数2に示した関係から
回転板13の回転角θが検出される。
【0020】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、光源17から照射されたス
ポット光17aは反射部14で反射された後、反射部1
5で反射され、この反射光17cが反射部15の形状に
沿って移動しつつ光位置検出素子18へ垂直に入射され
る。すると、この反射光17cの移動に基づき変化する
光位置検出素子18の出力電圧により入射位置R2 を検
出することができ、回転板13の回転角θを検出するこ
とができる。また光源17及び光位置検出素子18が同
一の基板16に搭載されるため、基板16に光源17及
び光位置検出素子18の端子に接続する回路を予め形成
しておくことができ、光源17及び光位置検出素子18
の位置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行うことがで
きると共に、従来行なわれていたこれらの間のコードに
よる配線作業を省略することができる。
【0021】図2は実施例2に係る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。略円板形状の回転板23
下部には傾斜角αが約45度で、かつ半径がR1 に設定
された反射部24と、傾斜角βが約45度で、かつ中心
からの距離がR2 に設定された反射部25とが対向しつ
つ溝形状に形成されており、反射部24、25の表面は
鏡面に仕上げられている。また反射部25の中心からの
距離R2 と回転板23の回転角θとは比例関係を有して
おり、回転板23が断面視時計方向に回転すると、下記
の数3に示したように回転角θに比例して中心からの距
離R2 が原点半径R0 から次第に大きくなるように設定
されている。
【0022】
【数3】
【0023】一方、略円板形状の基板26には回路(図
示せず)が形成され、この回路におけるOX軸上の所定
箇所にはスポット光17aを上方に照射する例えばレー
ザーダイオードのような光源27と1次元の光位置検出
素子28とがそれぞれ搭載されており、光位置検出素子
28は回転板23の半径方向に設定されている。その他
の構成は図1に示したものと同様に構成されており、こ
れら回転板23、反射部24、25、光源27、光位置
検出素子28等を含んで回転角センサ20が構成されて
いる。
【0024】このように構成された回転角センサ20で
は、光源27から上方に照射されたスポット光27aは
反射部24の反射線24a上で反射され、この反射光2
7bが反射部25の反射線25a上で反射され、この反
射光27cが光位置検出素子28における位置R2 へ垂
直に入射される。そして上記スロットルバルブシャフト
の回転に伴い、回転軸12を介して回転板23が断面視
反時計方向に回転すると、反射線25a上を反射光27
bが移動して反射光27cが光位置検出素子28上を移
動する。すると光位置検出素子28の出力電圧により入
射位置R2 が逐一検出され、上記数3に示した関係から
回転板23の回転角θが検出される。
【0025】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、実施例1のものと同様の効
果を得ることができる。
【0026】図3は実施例3に係る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。略円板形状の回転板33
下部には傾斜角αが約45度で、かつ半径がR1 に設定
された反射部34と、傾斜角βが約45度で、かつ中心
からの距離がR2 に設定された反射部35とが対向しつ
つ溝形状に形成されており、反射部34、35の表面は
鏡面に仕上げられている。また反射部35の中心からの
距離R2 と回転板33の回転角θとは比例関係を有して
おり、回転板33が断面視反時計方向に回転すると、上
記の数2に示したように回転角θに比例して中心からの
距離R2 が原点半径R0 から次第に小さくなるように設
定されている。また回転板33下面には略円板形状のス
リット板39が配設されており、スリット板39は回転
板33と共に回転するようになっている。またスリット
板39における反射部34下方の箇所には半径がR1
設定された幅がWのスリット部39aが形成されてお
り、また反射部35下方には反射部35より大きい形状
の開口部39bが形成されている。
【0027】一方、略円板形状の基板36には回路(図
示せず)が形成され、この回路におけるOX軸上の所定
箇所には広い幅の光束37aを上方に照射する例えばL
ED(発光ダイオード)のような光源37と1次元の光
位置検出素子38とがそれぞれ搭載されており、光位置
検出素子38は回転板33の半径方向に設定されてい
る。その他の構成は図1に示したものと同様に構成され
ており、これら回転板33、反射部34、35、光源3
7、光位置検出素子38、スリット板39等を含んで回
転角センサ30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30で
は、光源37から上方に照射された光束37aはスリッ
ト板39のスリット部39aで絞られ、この絞られたス
ポット光37bが反射部34の反射線34a上で反射さ
れる。さらにこの反射光37cが反射部35の反射線3
5a上で反射され、この反射光37dが光位置検出素子
38における位置R2 へ垂直に入射される。そして上記
スロットルバルブシャフトの回転に伴い、回転軸12を
介して回転板33が断面視反時計方向に回転すると、反
射線35a上を反射光37cが移動して反射光37dが
光位置検出素子38上を移動する。すると光位置検出素
子38の出力電圧の変化により入射位置R2 が逐一検出
され、上記数2に示した関係から回転板33の回転角θ
が検出される。
【0029】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、光源37から照射される光
束37aは所定幅Wを有するスリット部39aにより絞
られ、この絞られた光37bは反射部34で反射された
後、反射部35で反射され、この反射光37dが絞られ
た光37bに対して常時逆向き平行状に、かつ反射部3
5の形状に沿って移動しつつ光位置検出素子38へ入射
される。するとこの反射光37dの移動に基づき変化す
る光位置検出素子38の出力電圧により入射位置R2
検出することができ、回転板33の回転角θを検出する
ことができる。また実施例1のものと同様、光源37及
び光位置検出素子38の位置決め・搭載作業を簡単、か
つ確実に行うことができると共に、従来行なわれていた
これらの間のコードによる配線作業を省略することがで
きる。
【0030】なお、実施例3ではスリット部39aが形
成されたスリット板39が回転板33と共に回転する場
合について説明したが、別の実施例ではスリット部39
aの代わりにピンホールが形成されたスリット板が回転
板33に近接して固定されていてもよい。
【0031】また、実施例3では反射部35の中心から
の距離R2 が上記した数2の関係を有して設定されてい
る場合について説明したが、別の実施例では上記した数
3の関係を有して設定されてもよい。
【0032】図4は実施例4に係る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。略円板形状の回転板43
下部には傾斜角αが約45度で、かつ半径がR1 に設定
された反射部44と、傾斜角βが約45度で、かつ半径
がR2 に設定された反射部45とが対向しつつ溝形状に
形成されており、反射部44、45の表面は鏡面に仕上
げられている。また回転板43下面には所定直径の略円
板形状を有するスリット板49が配設されており、スリ
ット板49は回転板43と共に回転するようになってい
る。スリット板49における反射部45下方の箇所には
中心からの距離がR3 に設定された幅がWのスリット部
49aが形成されている。そしてスリット部49aの中
心からの距離R3 と回転板43の回転角θとは比例関係
を有しており、回転板43が断面視反時計方向に回転す
ると、上記の数1に示したように、回転角θに比例して
中心からの距離R3 が原点半径R0 から次第に小さくな
るように設定されている。その他の構成は図3に示した
ものと同様に構成されており、これら回転板43、反射
部44、45、光源37、光位置検出素子38、スリッ
ト板49等を含んで回転角センサ40が構成されてい
る。
【0033】このように構成された回転角センサ40で
は、光源37から上方に照射された光束47aは反射部
44面上で反射され、この反射光束47bが反射部45
面上で反射される。次にこの反射光束47cがスリット
板49のスリット部49aで絞られ、この絞られたスポ
ット光47dが光位置検出素子38における位置R3
垂直に入射される。そして上記スロットルバルブシャフ
トの回転に伴い、回転軸12を介して回転板43が断面
視反時計方向に回転すると、スリット部49aの形状に
沿ってスポット光47dの位置が移動する。すると光位
置検出素子38の出力電圧の変化により入射位置R3
逐一検出され、上記数1に示した関係から回転板43の
回転角θが検出される。
【0034】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、光源37から照射される光
束47aは反射部44で反射された後、反射部45で反
射され、さらにこの反射光束47cの一部がスリット部
49aを透過し、スリット部49aの形状に沿って移動
しつつ光位置検出素子38へ垂直に入射される。すると
このスポット光47dの移動に基づき変化する光位置検
出素子38の出力電圧により入射位置R3 を検出するこ
とができ、回転板43の回転角θを検出することができ
る。また実施例3のものと同様、光源37及び光位置検
出素子38の位置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行
うことができると共に、従来行なわれていたこれらの間
のコードによる配線作業を省略することができる。
【0035】図5は実施例5に係る回転角センサを概略
的に示した水平断面図であり、図中59はスリット板を
示している。スリット板59は所定直径の略円板形状を
有し、回転板43と共に回転するようになっており、ス
リット板59における反射部45下方の箇所には半径が
0 に設定された非連続のスリット部59a1 〜59a
n が形成されており、スリット部59a1 〜59an
一端部はそれぞれスリット板59の中心部O側に偏心し
ている。さらにスリット部59an 側からは中心からの
距離がR3 に設定された幅がWのスリット部59bが延
設されており、スリット部59bの中心からの距離R3
と回転板43の回転角θとは比例関係を有し、回転板4
3が断面視反時計方向に回転すると、下記の数4に示し
たように回転角θ''に比例し、中心からの距離R3 が半
径R0 から次第に小さくなるように設定されている。そ
の他の構成は図4に示したものと同様に構成されてお
り、これら回転板43、反射部44、45、光源37、
光位置検出素子38、スリット板59等を含んで回転角
センサ50が構成されている。
【0036】
【数4】
【0037】このように構成された回転角センサ50で
は、図4に示した場合と同様、光源37から上方に照射
された光束47aは反射部44面上で反射され、この反
射光束47bが反射部45面上で反射される。次にこの
反射光束47cがスリット板59のスリット部59a1
〜59an 、59b(図5)で絞られ、この絞られたス
ポット光47dが光位置検出素子38へ垂直に入射され
る。そして回転軸12を介して回転板43が断面視反時
計方向に回転すると、図6に示したように、非連続のス
リット部59a1 〜59an からのスポット光47dに
基づき、光位置検出素子38からパルス電圧p1 〜pn
が出力され、このパルス数をカウントすることにより、
回転板43の回転角θ' が検出される。さらに回転板4
3が回転すると、スリット部59bからのスポット光4
7dの位置に基づき、光位置検出素子38から出力され
る電圧値の変化により入射位置R3 が逐一検出され、上
記数4に示した関係から回転板43の回転角θ''が検出
される。回転角θ''当たりの出力電圧値Aは回転角θ当
たりの出力電圧値Bに比べて大きくなる。
【0038】上記説明から明らかなように、実施例5に
係る回転角センサでは、光源37から照射される光束4
7aは反射部44で反射された後、反射部45で反射さ
れ、さらにこの反射光束47cの一部がスリット部59
1 〜59an 、59bを透過して光位置検出素子38
に入射される。すると、非連続のスリット部59a1
59an からのスポット光47dに基づき、光位置検出
素子38からパルス電圧が出力され、このパルス数をカ
ウントすることにより回転板43の回転角θ’を検出す
ることができる。さらに回転板43が回転すると、スリ
ット部59bからのスポット光47dの入射位置に基づ
いて変化する光位置検出素子38の出力電圧により、回
転角θ’’を検出することができ、回転角θ''と回転角
θ' との和により、回転板43の回転角θを検出するこ
とができる。またスリット部59bにおける定数Kを比
較的大きく設定することができるため、分解能を高める
ことができ、必要とする回転角θ''近傍を高精度に検出
することができると共に、スリット部59a1 〜59a
n との複合効果により比較的広い範囲の回転角θを検出
することができる。また実施例4のものと同様、光源3
7及び光位置検出素子38の位置決め・搭載作業を簡
単、かつ確実に行うことができると共に、従来行なわれ
ていたこれらの間のコードによる配線作業を省略するこ
とができる。
【0039】なお、上記した実施例3〜5ではいずれも
回転板33、43下部における比較的外側に反射部3
4、44が形成され、内側に反射部35、45が形成さ
れている場合について説明したが、別の実施例では反射
部34、44と反射部35、45、及び光源37と光位
置検出素子38がそれぞれ入れ替わったものでもよい。
【0040】また、上記した実施例1〜5ではいずれも
反射部14、24、34、44の傾斜角α及び反射部1
4、24、34、44の傾斜角βがそれぞれ45度に設
定されている場合について説明したが、何ら45度に限
定されるものではなく、傾斜角α、βの和が90度に設
定されていればよい。
【0041】
【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、半径R1 を有する第1の反射
部と、中心からの距離R2 がR2 =R0 −KθまたはR
2 =R0 +Kθの関係を有する第2の反射部とが、回転
板にそれぞれ所定傾斜角を有し、かつ対向して形成され
ると共に、スポット光を照射する光源及び光位置検出素
子が同一基板に搭載されているので、前記光源から照射
されたスポット光は前記第1の反射部で反射された後、
前記第2の反射部で反射され、この反射光が前記第2の
反射部の形状に沿って移動しつつ、前記光位置検出素子
へ垂直に入射される。すると、この入射光の移動に基づ
き変化する前記光位置検出素子の出力電圧により前記入
射位置R2 が検出され、前記回転板の回転角θを検出す
ることができる。また前記光源及び前記光位置検出素子
が同一の前記基板に搭載されるため、該基板に前記光源
及び前記光位置検出素子の端子に接続される回路を予め
形成しておくことができ、前記光源及び前記光位置検出
素子の位置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行うこと
ができると共に、従来行なわれていたこれらの間のコー
ドによる配線作業を省略することができる。
【0042】また本発明に係る回転角センサ(2)にあ
っては、半径R1 を有する第1の反射部と、中心からの
距離R2 がR2 =R0 −KθまたはR2 =R0 +Kθの
関係を有する第2の反射部とが、回転板にそれぞれ所定
傾斜角を有し、かつ対向して形成されると共に、光源及
び光位置検出素子が同一基板に搭載され、前記第1の反
射部前方に、所定幅のスリット部が形成されたスリット
板が配設されているので、前記光源から照射される光束
は前記所定幅を有するスリット部により絞られ、この絞
られた光は前記第1の反射部で反射された後、前記第2
の反射部で反射され、この反射光が前記第2の反射部の
形状に沿って移動しつつ、前記光位置検出素子へ垂直に
入射される。すると、この入射光の移動に基づき変化す
る前記光位置検出素子の出力電圧により前記入射位置R
2 が検出され、前記回転板の回転角θを検出することが
できる。また前記光源及び前記光位置検出素子が同一の
前記基板に搭載されるため、該基板に前記光源及び前記
光位置検出素子の端子に接続される回路を予め形成して
おくことができ、前記光源及び前記光位置検出素子の位
置決め・搭載作業を簡単、かつ確実に行うことができる
と共に、従来行なわれていたこれらの間のコードによる
配線作業を省略することができる。
【0043】また本発明に係る回転角センサ(3)にあ
っては、半径R1 を有する第1の反射部と、半径R2
有する第2の反射部とが回転板にそれぞれ所定傾斜角を
有し、かつ対向して形成されると共に、前記第2の反射
部前方に、中心からの距離R3 がR3 =R0 −Kθまた
はR3 =R0 +Kθの関係を有する所定幅のスリット部
が形成されたスリット板が配設されているので、前記光
源から照射される光束は前記第1の反射部で反射された
後、前記第2の反射部で反射され、さらにこの反射光束
の一部が前記スリット部を透過し、該スリット部の形状
に沿って移動しつつ、前記光位置検出素子へ垂直に入射
される。すると、この入射光の移動に基づき変化する前
記光位置検出素子の出力電圧により前記入射位置R3
検出され、前記回転板の回転角θを検出することができ
る。また前記光源及び前記光位置検出素子が同一の前記
基板に搭載されるため、該基板に前記光源及び前記光位
置検出素子の端子に接続される回路を予め形成しておく
ことができ、前記光源及び前記光位置検出素子の位置決
め・搭載作業を簡単、かつ確実に行うことができると共
に、従来行なわれていたこれらの間のコードによる配線
作業を省略することができる。
【0044】また本発明に係る回転角センサ(4)にあ
っては、半径R1 を有する第1の反射部と、半径R2
有する第2の反射部とが回転板にそれぞれ所定傾斜角を
有し、かつ対向して形成されると共に、前記第2の反射
部前方に、半径R0 を有する非連続の第1のスリット部
と、中心からの距離R3 がR3 =R0 −Kθ''またはR
3 =R0 +Kθ''の関係を有する所定幅の第2のスリッ
ト部とが形成されたスリット板が配設されているので、
前記光源から照射される光束は前記第1の反射部で反射
された後、前記第2の反射部で反射され、さらにこの反
射光束の一部が前記第1のスリット部または第2のスリ
ット部を透過し、前記光位置検出素子へ垂直に入射され
る。すると、前記非連続の第1のスリット部からの入射
光に基づき、前記光位置検出素子からパルス電圧が出力
され、このパルス数がカウントされることにより前記回
転板の回転角θ' を検出することができる。さらに前記
回転板が回転すると、前記第2のスリット部からの入射
光の入射位置に基づき変化する前記光位置検出素子の出
力電圧により前記回転角θ''を検出することができ、該
回転角θ''と前記第1のスリット部から検出された回転
角θ' との和により、前記回転板の回転角θを検出する
ことができる。また前記第2のスリット部における定数
Kを比較的大きく設定し得るため、分解能が高められ、
必要とする前記回転角θ''近傍を高精度に検出すること
ができると共に、前記第1のスリット部との複合効果に
より比較的広い範囲の回転角θを検出することができ
る。また前記光源及び前記光位置検出素子が同一の前記
基板に搭載されるため、該基板に前記光源及び前記光位
置検出素子の端子に接続される回路を予め形成しておく
ことができ、前記光源及び前記光位置検出素子の位置決
め・搭載作業を簡単、かつ確実に行うことができると共
に、従来行なわれていたこれらの間のコードによる配線
作業を省略することができる。
【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。
【図2】実施例2に係る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。
【図3】実施例3に係る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。
【図4】実施例4に係る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。
【図5】実施例5に係る回転角センサを概略的に示した
水平断面図である。
【図6】実施例5に係る回転角センサに出力電圧値と回
転角との関係を模式的に示したグラフである。
【図7】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。
【符号の説明】
10 回転角センサ 11 筐体 12 回転軸 13 回転板 14、15 反射部 16 基板 17 光源 17a スポット光 18 光位置検出素子

Claims (4)

    【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
    回転する回転軸と、該回転軸に取り付けられた回転板
    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を備えた回転角センサにおい
    て、半径R1 を有する第1の反射部と、中心からの距離
    2 がR2 =R0 −KθまたはR2 =R0+Kθ(ただ
    し、R0 は原点における中心からの距離、θは原点から
    の回転角、Kは定数)の関係を有する第2の反射部と
    が、前記回転板にそれぞれ所定傾斜角を有し、かつ対向
    して形成されると共に、スポット光を照射する光源及び
    前記光位置検出素子が同一基板に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
    回転する回転軸と、該回転軸に取り付けられた回転板
    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を備えた回転角センサにおい
    て、半径R1 を有する第1の反射部と、中心からの距離
    2 がR2 =R0 −KθまたはR2 =R0+Kθ(ただ
    し、R0 は原点における中心からの距離、θは前記原点
    からの回転角、Kは定数)の関係を有する第2の反射部
    とが、前記回転板にそれぞれ所定傾斜角を有し、かつ対
    向して形成されると共に、前記光源及び前記光位置検出
    素子が同一基板に搭載され、前記第1の反射部前方に、
    所定幅のスリット部が形成されたスリット板が配設され
    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
    回転する回転軸と、該回転軸に取り付けられた回転板
    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を備えた回転角センサにおい
    て、半径R1 を有する第1の反射部と、半径R2 を有す
    る第2の反射部とが前記回転板にそれぞれ所定傾斜角を
    有し、かつ対向して形成されると共に、前記第2の反射
    部前方に、中心からの距離R3 がR3 =R0 −Kθまた
    はR3 =R0 +Kθ(ただし、R0は原点における中心
    からの距離、θは前記原点からの回転角、Kは定数)の
    関係を有する所定幅のスリット部が形成されたスリット
    板が配設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
    回転する回転軸と、該回転軸に取り付けられた回転板
    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を備えた回転角センサにおい
    て、半径R1 を有する第1の反射部と、半径R2 を有す
    る第2の反射部とが前記回転板にそれぞれ所定傾斜角を
    有し、かつ対向して形成されると共に、前記第2の反射
    部前方に、半径R0 を有する非連続の第1のスリット部
    と、中心からの距離R3 がR3 =R0 −Kθ' またはR
    3 =R0 +Kθ' (ただし、θ' は第2のスリット部に
    おける原点からの回転角、Kは定数)の関係を有する所
    定幅の前記第2のスリット部とが形成されたスリット板
    が配設されていることを特徴とする回転角センサ。
JP18572394A 1994-08-08 1994-08-08 回転角センサ Withdrawn JPH0850037A (ja)

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JP18572394A JPH0850037A (ja) 1994-08-08 1994-08-08 回転角センサ

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JP18572394A JPH0850037A (ja) 1994-08-08 1994-08-08 回転角センサ

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JPH0850037A true JPH0850037A (ja) 1996-02-20

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011196869A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Yaskawa Electric Corp 直動回転エンコーダ、直動回転モータ及び直動回転モータシステム

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