JPH0861991A - 回転角度検出装置 - Google Patents
回転角度検出装置Info
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- JPH0861991A JPH0861991A JP19581894A JP19581894A JPH0861991A JP H0861991 A JPH0861991 A JP H0861991A JP 19581894 A JP19581894 A JP 19581894A JP 19581894 A JP19581894 A JP 19581894A JP H0861991 A JPH0861991 A JP H0861991A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】小型で回転スリット円板の１回転当たりに発生
させられるパルスの数が多く、しかも、製造コストが低
い回転角度検出装置を提供する。 【構成】回転体の回転を伝達する入力軸と、該入力軸に
対して鉛直に固定され、周縁に複数の回転スリットを備
えた回転スリット円板と、該回転スリット円板と平行に
配設され、複数の固定スリットを備えた固定スリット板
とを有する。発光素子と複数の受光素子とが前記回転ス
リット円板及び固定スリット板を挟んで配設される。各
回転スリットのピッチ幅と各固定スリットのピッチ幅と
を異ならせ、受光素子のセンサ出力の位相を互いに異な
らせる。矩形波の立上がり又は立下がりを検出すること
によって、回転スリットの数より多い分解能を得ること
ができる。
させられるパルスの数が多く、しかも、製造コストが低
い回転角度検出装置を提供する。 【構成】回転体の回転を伝達する入力軸と、該入力軸に
対して鉛直に固定され、周縁に複数の回転スリットを備
えた回転スリット円板と、該回転スリット円板と平行に
配設され、複数の固定スリットを備えた固定スリット板
とを有する。発光素子と複数の受光素子とが前記回転ス
リット円板及び固定スリット板を挟んで配設される。各
回転スリットのピッチ幅と各固定スリットのピッチ幅と
を異ならせ、受光素子のセンサ出力の位相を互いに異な
らせる。矩形波の立上がり又は立下がりを検出すること
によって、回転スリットの数より多い分解能を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ等の回転角度を
検出するための回転角度検出装置に関するものである。
検出するための回転角度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、モータ等の回転角度を検出するた
めに光学式の回転角度検出装置が使用される。該回転角
度検出装置は、固定スリットが形成された固定スリット
板、及び回転スリットが形成された回転スリット円板を
有し、該回転スリット円板を回転させ、発光素子からの
光を前記固定スリット及び回転スリットを介して受光素
子によって検出し、該受光素子のセンサ出力に基づいて
回転角度を検出するようにしている。
めに光学式の回転角度検出装置が使用される。該回転角
度検出装置は、固定スリットが形成された固定スリット
板、及び回転スリットが形成された回転スリット円板を
有し、該回転スリット円板を回転させ、発光素子からの
光を前記固定スリット及び回転スリットを介して受光素
子によって検出し、該受光素子のセンサ出力に基づいて
回転角度を検出するようにしている。
【０００３】図２は従来の回転角度検出装置の斜視図で
ある。図において、１１は扇状の固定スリット板、１２
は該固定スリット板１１に形成された複数の固定スリッ
ト、１３は回転スリット円板、１４は該回転スリット円
板１３の周縁に沿って形成された複数の回転スリットで
ある。前記回転スリット円板１３は入力軸１６に固定さ
れ、該入力軸１６はベアリング１７、１８によって回転
自在に支持される。そして、前記固定スリット板１１及
び回転スリット円板１３を挟んで、ＬＥＤ等の発光素子
１９と受光素子２０とが互いに対向させて配設される。
ある。図において、１１は扇状の固定スリット板、１２
は該固定スリット板１１に形成された複数の固定スリッ
ト、１３は回転スリット円板、１４は該回転スリット円
板１３の周縁に沿って形成された複数の回転スリットで
ある。前記回転スリット円板１３は入力軸１６に固定さ
れ、該入力軸１６はベアリング１７、１８によって回転
自在に支持される。そして、前記固定スリット板１１及
び回転スリット円板１３を挟んで、ＬＥＤ等の発光素子
１９と受光素子２０とが互いに対向させて配設される。
【０００４】前記発光素子１９が発光させられると、光
は固定スリット１２を介して回転スリット円板１３に至
る。そして、固定スリット１２と回転スリット１４とが
重なると、発光素子１９の光が受光素子２０に至り、固
定スリット１２と回転スリット１４とがずれると、発光
素子１９の光は回転スリット円板１３によって遮断され
る。
は固定スリット１２を介して回転スリット円板１３に至
る。そして、固定スリット１２と回転スリット１４とが
重なると、発光素子１９の光が受光素子２０に至り、固
定スリット１２と回転スリット１４とがずれると、発光
素子１９の光は回転スリット円板１３によって遮断され
る。
【０００５】前記受光素子２０は、光を受けると光電変
換によって疑似正弦波のセンサ出力を出力する。該セン
サ出力は電圧比較器２１によってスレッショルド電圧と
比較され、矩形（くけい）波に変換される。次に、前記
構成の回転角度検出装置の動作について説明する。ま
ず、入力軸１６が図示しないモータ等によって矢印Ａ方
向に回転させられると、回転スリット円板１３も同方向
に回転させられる。そして、該回転スリット円板１３の
回転に伴って回転スリット１４も回転し、固定スリット
１２と回転スリット１４とが重なると、発光素子１９か
らの光が受光素子２０を照射し、固定スリット１２と回
転スリット１４とがずれると、発光素子１９からの光は
回転スリット円板１３によって遮断され、受光素子２０
には届かない。
換によって疑似正弦波のセンサ出力を出力する。該セン
サ出力は電圧比較器２１によってスレッショルド電圧と
比較され、矩形（くけい）波に変換される。次に、前記
構成の回転角度検出装置の動作について説明する。ま
ず、入力軸１６が図示しないモータ等によって矢印Ａ方
向に回転させられると、回転スリット円板１３も同方向
に回転させられる。そして、該回転スリット円板１３の
回転に伴って回転スリット１４も回転し、固定スリット
１２と回転スリット１４とが重なると、発光素子１９か
らの光が受光素子２０を照射し、固定スリット１２と回
転スリット１４とがずれると、発光素子１９からの光は
回転スリット円板１３によって遮断され、受光素子２０
には届かない。
【０００６】前記回転スリット円板１３の回転に伴っ
て、光の照射と遮断が繰り返され、受光素子２０は入力
軸１６の回転に対応してセンサ出力を出力する。次に、
センサ出力について説明する。図３は従来の回転角度検
出装置における回転スリット円板の概念図、図４は従来
の回転角度検出装置における固定スリット板の概念図、
図５は従来の回転角度検出装置の第１の動作状態図、図
６は従来の回転角度検出装置の第２の動作状態図、図７
は従来の回転角度検出装置における受光素子の出力波形
図である。なお、図７において、横軸に時間を、縦軸に
センサ出力及び出力電圧を採ってある。
て、光の照射と遮断が繰り返され、受光素子２０は入力
軸１６の回転に対応してセンサ出力を出力する。次に、
センサ出力について説明する。図３は従来の回転角度検
出装置における回転スリット円板の概念図、図４は従来
の回転角度検出装置における固定スリット板の概念図、
図５は従来の回転角度検出装置の第１の動作状態図、図
６は従来の回転角度検出装置の第２の動作状態図、図７
は従来の回転角度検出装置における受光素子の出力波形
図である。なお、図７において、横軸に時間を、縦軸に
センサ出力及び出力電圧を採ってある。
【０００７】図３に示すように、回転スリット円板１３
の中心Ｏから回転スリット１４の外周縁までの距離をｒ
1 とし、回転スリット円板１３の中心Ｏから回転スリッ
ト１４の内周縁までの距離をｒ2 とし、各回転スリット
１４が回転スリット円板１３に対して占める角度をθ1
とし、互いに隣接する回転スリット１４間のスリット間
部分２３が回転スリット円板１３に対して占める角度を
θ2 とする。
の中心Ｏから回転スリット１４の外周縁までの距離をｒ
1 とし、回転スリット円板１３の中心Ｏから回転スリッ
ト１４の内周縁までの距離をｒ2 とし、各回転スリット
１４が回転スリット円板１３に対して占める角度をθ1
とし、互いに隣接する回転スリット１４間のスリット間
部分２３が回転スリット円板１３に対して占める角度を
θ2 とする。
【０００８】一方、図４に示すように、固定スリット板
１１の中心Ｏ′から固定スリット１２の外周縁までの距
離をｒ3 とし、固定スリット板１１の中心Ｏ′から固定
スリット１２の内周縁までの距離をｒ4 とし、各固定ス
リット１２が固定スリット板１１に対して占める角度を
θ3 とし、互いに隣接する固定スリット１２間のスリッ
ト間部分２４が固定スリット板１１に対して占める角度
をθ4 とする。
１１の中心Ｏ′から固定スリット１２の外周縁までの距
離をｒ3 とし、固定スリット板１１の中心Ｏ′から固定
スリット１２の内周縁までの距離をｒ4 とし、各固定ス
リット１２が固定スリット板１１に対して占める角度を
θ3 とし、互いに隣接する固定スリット１２間のスリッ
ト間部分２４が固定スリット板１１に対して占める角度
をθ4 とする。
【０００９】ここで、 θ1 ＝θ2 ＝θ3 ＝θ4 ｒ1 ＝ｒ3 ｒ2 ＝ｒ4 である。
【００１０】そして、図５に示すように回転スリット円
板１３の矢印Ｂ方向の回転に伴って回転スリット１４が
回転し、固定スリット１２と回転スリット１４とが重な
ると、発光素子１９からの光が受光素子２０を照射し、
図６に示すように固定スリット１２と回転スリット１４
とがずれると、発光素子１９からの光は回転スリット円
板１３のスリット間部分２３によって遮断され、受光素
子２０には届かない。
板１３の矢印Ｂ方向の回転に伴って回転スリット１４が
回転し、固定スリット１２と回転スリット１４とが重な
ると、発光素子１９からの光が受光素子２０を照射し、
図６に示すように固定スリット１２と回転スリット１４
とがずれると、発光素子１９からの光は回転スリット円
板１３のスリット間部分２３によって遮断され、受光素
子２０には届かない。
【００１１】したがって、受光素子２０のセンサ出力ｖ
s は、図５に示す状態において最大になるとともに図６
に示す状態において最小になり、この繰返しによって図
７に示すような疑似正弦波の波形になる。そして、前記
電圧比較器２１（図２）によって前記センサ出力ｖs と
スレッショルド電圧ｖREF とを比較すると、電圧比較器
２１から矩形波の出力電圧ｖを出力することができる。
s は、図５に示す状態において最大になるとともに図６
に示す状態において最小になり、この繰返しによって図
７に示すような疑似正弦波の波形になる。そして、前記
電圧比較器２１（図２）によって前記センサ出力ｖs と
スレッショルド電圧ｖREF とを比較すると、電圧比較器
２１から矩形波の出力電圧ｖを出力することができる。
【００１２】この場合、前記回転スリット１４の数をｎ
0 とすると、回転スリット円板１３が１回転するたび
に、前記出力電圧ｖにｎ0 個のパルスが発生させられ
る。
0 とすると、回転スリット円板１３が１回転するたび
に、前記出力電圧ｖにｎ0 個のパルスが発生させられ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の回転角度検出装置においては、回転スリット円板１
３が１回転するたびに発生させられるパルスの数は回転
スリット１４の数ｎ0 と等しいので、１回転当たりに発
生させられるパルスの数を多くするためには回転スリッ
ト１４の数ｎ0 を多くする必要がある。
来の回転角度検出装置においては、回転スリット円板１
３が１回転するたびに発生させられるパルスの数は回転
スリット１４の数ｎ0 と等しいので、１回転当たりに発
生させられるパルスの数を多くするためには回転スリッ
ト１４の数ｎ0 を多くする必要がある。
【００１４】この場合、各回転スリット１４の幅を狭く
する必要があり、回転スリット１４の加工が困難になる
だけでなく、固定スリット１２と回転スリット１４との
位置合せも困難になって回転角度検出装置の製造コスト
が高くなってしまう。また、回転スリット円板１３の中
心Ｏから回転スリット１４の外周縁までの距離ｒ1 を短
くしようとすると、回転スリット１４の幅を狭くする必
要があり、同様に回転スリット１４の加工が困難になる
だけでなく、固定スリット１２と回転スリット１４との
位置合せも困難になって回転角度検出装置の製造コスト
が高くなってしまう。
する必要があり、回転スリット１４の加工が困難になる
だけでなく、固定スリット１２と回転スリット１４との
位置合せも困難になって回転角度検出装置の製造コスト
が高くなってしまう。また、回転スリット円板１３の中
心Ｏから回転スリット１４の外周縁までの距離ｒ1 を短
くしようとすると、回転スリット１４の幅を狭くする必
要があり、同様に回転スリット１４の加工が困難になる
だけでなく、固定スリット１２と回転スリット１４との
位置合せも困難になって回転角度検出装置の製造コスト
が高くなってしまう。
【００１５】したがって、小型で回転スリット円板１３
の１回転当たりに発生させられるパルスの数が多い回転
角度検出装置を形成することができない。本発明は、前
記従来の回転角度検出装置の問題点を解決して、小型で
回転スリット円板の１回転当たりに発生させられるパル
スの数が多く、しかも、製造コストが低い回転角度検出
装置を提供することを目的とする。
の１回転当たりに発生させられるパルスの数が多い回転
角度検出装置を形成することができない。本発明は、前
記従来の回転角度検出装置の問題点を解決して、小型で
回転スリット円板の１回転当たりに発生させられるパル
スの数が多く、しかも、製造コストが低い回転角度検出
装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の回
転角度検出装置においては、回転体の回転を伝達する入
力軸と、該入力軸に対して鉛直に固定され、周縁に複数
の回転スリットを備えた回転スリット円板と、該回転ス
リット円板と平行に配設され、複数の固定スリットを備
えた固定スリット板とを有する。
転角度検出装置においては、回転体の回転を伝達する入
力軸と、該入力軸に対して鉛直に固定され、周縁に複数
の回転スリットを備えた回転スリット円板と、該回転ス
リット円板と平行に配設され、複数の固定スリットを備
えた固定スリット板とを有する。
【００１７】また、発光素子と、該発光素子と対向させ
て、前記回転スリット円板及び固定スリット板を挟んで
配設された複数の受光素子とを有する。そして、各回転
スリットのピッチ幅と各固定スリットのピッチ幅とを異
ならせ、受光素子のセンサ出力の位相を互いに異ならせ
る。
て、前記回転スリット円板及び固定スリット板を挟んで
配設された複数の受光素子とを有する。そして、各回転
スリットのピッチ幅と各固定スリットのピッチ幅とを異
ならせ、受光素子のセンサ出力の位相を互いに異ならせ
る。
【００１８】
【作用】本発明によれば、前記のように回転角度検出装
置においては、回転体の回転を伝達する入力軸と、該入
力軸に対して鉛直に固定され、周縁に複数の回転スリッ
トを備えた回転スリット円板と、該回転スリット円板と
平行に配設され、複数の固定スリットを備えた固定スリ
ット板とを有する。
置においては、回転体の回転を伝達する入力軸と、該入
力軸に対して鉛直に固定され、周縁に複数の回転スリッ
トを備えた回転スリット円板と、該回転スリット円板と
平行に配設され、複数の固定スリットを備えた固定スリ
ット板とを有する。
【００１９】また、発光素子と、該発光素子と対向させ
て、前記回転スリット円板及び固定スリット板を挟んで
配設された複数の受光素子とを有する。この場合、回転
スリット円板の回転に伴って回転スリットも回転し、固
定スリットと回転スリットとが重なると、発光素子から
の光が受光素子を照射し、固定スリットと回転スリット
とがずれると、発光素子からの光は回転スリット円板に
よって遮断され、受光素子には届かない。
て、前記回転スリット円板及び固定スリット板を挟んで
配設された複数の受光素子とを有する。この場合、回転
スリット円板の回転に伴って回転スリットも回転し、固
定スリットと回転スリットとが重なると、発光素子から
の光が受光素子を照射し、固定スリットと回転スリット
とがずれると、発光素子からの光は回転スリット円板に
よって遮断され、受光素子には届かない。
【００２０】そして、各回転スリットのピッチ幅と各固
定スリットのピッチ幅とを異ならせ、受光素子のセンサ
出力の位相を互いに異ならせる。したがって、各受光素
子のセンサ出力を矩形波に変換したとき、該矩形波の立
上がり又は立下がりを検出することによって、回転スリ
ットの数より多い分解能を得ることができる。
定スリットのピッチ幅とを異ならせ、受光素子のセンサ
出力の位相を互いに異ならせる。したがって、各受光素
子のセンサ出力を矩形波に変換したとき、該矩形波の立
上がり又は立下がりを検出することによって、回転スリ
ットの数より多い分解能を得ることができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図８は本発明の実施例における
回転角度検出装置の斜視図である。図において、３１は
扇状の固定スリット板、３２は該固定スリット板３１に
形成された複数の固定スリット、３３は回転スリット円
板、３４は該回転スリット円板３３の周縁に沿って形成
された複数の回転スリットである。そして、前記固定ス
リット板３１と回転スリット円板３３とは平行になるよ
うにフレーム４２に配設される。
ながら詳細に説明する。図８は本発明の実施例における
回転角度検出装置の斜視図である。図において、３１は
扇状の固定スリット板、３２は該固定スリット板３１に
形成された複数の固定スリット、３３は回転スリット円
板、３４は該回転スリット円板３３の周縁に沿って形成
された複数の回転スリットである。そして、前記固定ス
リット板３１と回転スリット円板３３とは平行になるよ
うにフレーム４２に配設される。
【００２２】前記回転スリット円板３３は入力軸１６に
対して偏心のないように鉛直に固定され、該入力軸１６
はベアリング１７、１８によって回転自在に支持され
る。そして、前記固定スリット板３１及び回転スリット
円板３３を挟んで、ＬＥＤ等の発光素子１９と複数の受
光素子４０とが互いに対向させて配設される。前記発光
素子１９が発光させられると、光は回転スリット円板３
３に至る。そして、固定スリット３２と回転スリット３
４とが重なると、発光素子１９の光が受光素子４０に至
り、固定スリット３２と回転スリット３４とがずれる
と、発光素子１９の光は回転スリット円板３３によって
遮断される。
対して偏心のないように鉛直に固定され、該入力軸１６
はベアリング１７、１８によって回転自在に支持され
る。そして、前記固定スリット板３１及び回転スリット
円板３３を挟んで、ＬＥＤ等の発光素子１９と複数の受
光素子４０とが互いに対向させて配設される。前記発光
素子１９が発光させられると、光は回転スリット円板３
３に至る。そして、固定スリット３２と回転スリット３
４とが重なると、発光素子１９の光が受光素子４０に至
り、固定スリット３２と回転スリット３４とがずれる
と、発光素子１９の光は回転スリット円板３３によって
遮断される。
【００２３】前記受光素子４０は、光を受けると光電変
換によって疑似正弦波のセンサ出力を出力する。また、
前記受光素子４０は基板４３上に形成され、各受光素子
４０のセンサ出力は電圧変換器４５に送られ、該電圧変
換器４５によって前記センサ出力が矩形波に変換され
る。次に、前記構成の回転角度検出装置の動作について
説明する。
換によって疑似正弦波のセンサ出力を出力する。また、
前記受光素子４０は基板４３上に形成され、各受光素子
４０のセンサ出力は電圧変換器４５に送られ、該電圧変
換器４５によって前記センサ出力が矩形波に変換され
る。次に、前記構成の回転角度検出装置の動作について
説明する。
【００２４】まず、入力軸１６が図示しないモータ等の
回転体によって矢印Ｃ方向に回転させられると、回転ス
リット円板３３も同方向に回転させられる。そして、回
転スリット円板３３の回転に伴って回転スリット３４も
回転し、固定スリット３２と回転スリット３４とが重な
ると、発光素子１９からの光が受光素子４０を照射し、
固定スリット３２と回転スリット３４とがずれると、発
光素子１９からの光は回転スリット円板３３によって遮
断され、受光素子４０には届かない。
回転体によって矢印Ｃ方向に回転させられると、回転ス
リット円板３３も同方向に回転させられる。そして、回
転スリット円板３３の回転に伴って回転スリット３４も
回転し、固定スリット３２と回転スリット３４とが重な
ると、発光素子１９からの光が受光素子４０を照射し、
固定スリット３２と回転スリット３４とがずれると、発
光素子１９からの光は回転スリット円板３３によって遮
断され、受光素子４０には届かない。
【００２５】前記回転スリット円板３３の回転に伴っ
て、光の照射と遮断が繰り返され、受光素子４０は入力
軸１６の回転に対応してセンサ出力を出力する。次に、
センサ出力について説明する。図９は本発明の実施例に
おける回転スリット円板の概念図、図１０は本発明の実
施例における固定スリット板の概念図、図１１は本発明
の実施例における回転角度検出装置の要部斜視図、図１
２は本発明の実施例における回転角度検出装置の第１の
動作状態図、図１３は本発明の実施例における回転角度
検出装置の第２の動作状態図、図１４は本発明の実施例
における回転角度検出装置の第３の動作状態図である。
て、光の照射と遮断が繰り返され、受光素子４０は入力
軸１６の回転に対応してセンサ出力を出力する。次に、
センサ出力について説明する。図９は本発明の実施例に
おける回転スリット円板の概念図、図１０は本発明の実
施例における固定スリット板の概念図、図１１は本発明
の実施例における回転角度検出装置の要部斜視図、図１
２は本発明の実施例における回転角度検出装置の第１の
動作状態図、図１３は本発明の実施例における回転角度
検出装置の第２の動作状態図、図１４は本発明の実施例
における回転角度検出装置の第３の動作状態図である。
【００２６】図９に示すように、回転スリット円板３３
の中心Ｏから回転スリット３４の外周縁までの距離をｒ
1 とし、回転スリット円板３３の中心Ｏから回転スリッ
ト３４の内周縁までの距離をｒ2 とし、各回転スリット
３４のピッチ角をθ5 とし、各回転スリット３４のピッ
チ幅をｋ1 とし、各回転スリット３４の幅をＷ1 とす
る。
の中心Ｏから回転スリット３４の外周縁までの距離をｒ
1 とし、回転スリット円板３３の中心Ｏから回転スリッ
ト３４の内周縁までの距離をｒ2 とし、各回転スリット
３４のピッチ角をθ5 とし、各回転スリット３４のピッ
チ幅をｋ1 とし、各回転スリット３４の幅をＷ1 とす
る。
【００２７】一方、図１０に示すように、固定スリット
板３１の中心Ｏ′から固定スリット３２の外周縁までの
距離をｒ3 とし、固定スリット板３１の中心Ｏ′から固
定スリット３２の内周縁までの距離をｒ4 とし、各固定
スリット３２のピッチ角をθ 6 とし、各固定スリット３
２のピッチ幅をｋ2 とし、各固定スリット３２の幅をＷ
2 とする。
板３１の中心Ｏ′から固定スリット３２の外周縁までの
距離をｒ3 とし、固定スリット板３１の中心Ｏ′から固
定スリット３２の内周縁までの距離をｒ4 とし、各固定
スリット３２のピッチ角をθ 6 とし、各固定スリット３
２のピッチ幅をｋ2 とし、各固定スリット３２の幅をＷ
2 とする。
【００２８】ここで、 ｒ1 ＝ｒ3 ｒ2 ＝ｒ4 Ｗ1 ＝Ｗ2 ＝ｋ1 ／２ である。
【００２９】また、回転スリット３４の数をｎ1 とする
と、各回転スリット３４のピッチ幅ｋ1 は ｋ1 ＝２πｒ1 ／ｎ1 になる。そして、回転スリット３４の数ｎ1 のｘ倍のパ
ルスを発生させようとする場合、固定スリット３２のピ
ッチ幅ｋ2 を ｋ2 ＝（ｘ＋１）ｋ1 ／ｘ となるように設定する。この場合、受光素子４０（図
８）を少なくともｘ個配設する。
と、各回転スリット３４のピッチ幅ｋ1 は ｋ1 ＝２πｒ1 ／ｎ1 になる。そして、回転スリット３４の数ｎ1 のｘ倍のパ
ルスを発生させようとする場合、固定スリット３２のピ
ッチ幅ｋ2 を ｋ2 ＝（ｘ＋１）ｋ1 ／ｘ となるように設定する。この場合、受光素子４０（図
８）を少なくともｘ個配設する。
【００３０】このように、各回転スリット３４のピッチ
幅ｋ1 及び固定スリット３２のピッチ幅ｋ2 を設定する
ことによって、図１１に示すように回転スリット円板３
４の回転に伴うある瞬間において、発光素子１９からの
光のうちあるものは、矢印Ｅのように回転スリット３４
及び固定スリット３２を通過して受光素子４０に届き、
あるものは、矢印Ｆのように回転スリット円板３３によ
って遮断されて受光素子４０には届かない。
幅ｋ1 及び固定スリット３２のピッチ幅ｋ2 を設定する
ことによって、図１１に示すように回転スリット円板３
４の回転に伴うある瞬間において、発光素子１９からの
光のうちあるものは、矢印Ｅのように回転スリット３４
及び固定スリット３２を通過して受光素子４０に届き、
あるものは、矢印Ｆのように回転スリット円板３３によ
って遮断されて受光素子４０には届かない。
【００３１】すなわち、各受光素子４０の位置をＸ
i （ｉ＝１、２、…、ｘ）とすると、 Ｘ1 ＝θ5 Ｘ2 ＝ｎθ5 ＋（１／ｘ）θ5 （ｎ＝１、２、…） Ｘ3 ＝ｎθ5 ＋（２／ｘ）θ5 … … … Ｘx ＝ｎθ5 ＋｛（ｘ−１）／ｘ｝θ5 とし、互いに（１／ｘ）θ5 ずつ位相を異ならせた位置
に各受光素子４０を配設する。
i （ｉ＝１、２、…、ｘ）とすると、 Ｘ1 ＝θ5 Ｘ2 ＝ｎθ5 ＋（１／ｘ）θ5 （ｎ＝１、２、…） Ｘ3 ＝ｎθ5 ＋（２／ｘ）θ5 … … … Ｘx ＝ｎθ5 ＋｛（ｘ−１）／ｘ｝θ5 とし、互いに（１／ｘ）θ5 ずつ位相を異ならせた位置
に各受光素子４０を配設する。
【００３２】次に、前記受光素子４０のセンサ出力につ
いて説明する。ここで、回転スリット３４の数ｎ1 の３
倍のパルスを発生させようとする場合、３個の受光素子
４０ａ〜４０ｃが基板４３上に配設され、該受光素子４
０ａ〜４０ｃに対応させて、受光素子４０ａ〜４０ｃの
中心と固定スリット３２ａ〜３２ｃの中心とがそれぞれ
互いに一致するように固定スリット板３１が配設され
る。また、回転スリット円板３４が矢印Ｄ方向に回転さ
せられ、前記固定スリット３２ａ〜３２ｃに対応する位
置に回転スリット３４ａ〜３４ｃが位置する。
いて説明する。ここで、回転スリット３４の数ｎ1 の３
倍のパルスを発生させようとする場合、３個の受光素子
４０ａ〜４０ｃが基板４３上に配設され、該受光素子４
０ａ〜４０ｃに対応させて、受光素子４０ａ〜４０ｃの
中心と固定スリット３２ａ〜３２ｃの中心とがそれぞれ
互いに一致するように固定スリット板３１が配設され
る。また、回転スリット円板３４が矢印Ｄ方向に回転さ
せられ、前記固定スリット３２ａ〜３２ｃに対応する位
置に回転スリット３４ａ〜３４ｃが位置する。
【００３３】この場合、発光素子１９から平行光ｇが発
光されるものとし、回転スリット円板３３は矢印Ｄ方向
に回転させられるものとする。前記回転スリット円板３
１の矢印Ｄ方向の回転に伴うある瞬間において、図１２
に示すように、回転スリット３４ａの中心と固定スリッ
ト３２ａの中心とが一致すると、受光素子４０ａのセン
サ出力は最大になる。
光されるものとし、回転スリット円板３３は矢印Ｄ方向
に回転させられるものとする。前記回転スリット円板３
１の矢印Ｄ方向の回転に伴うある瞬間において、図１２
に示すように、回転スリット３４ａの中心と固定スリッ
ト３２ａの中心とが一致すると、受光素子４０ａのセン
サ出力は最大になる。
【００３４】また、図１３に示すように、回転スリット
円板３３が矢印Ｄ方向にθ5 ／３だけ回転すると、回転
スリット３４ｂの中心と固定スリット３２ｂの中心とが
一致し、受光素子４０ｂのセンサ出力が最大になり、図
１４に示すように、回転スリット円板３３が矢印Ｄ方向
に更にθ5 ／３だけ回転すると、回転スリット３４ｃの
中心と固定スリット３２ｃの中心とが一致し、受光素子
４０ｃのセンサ出力が最大になる。
円板３３が矢印Ｄ方向にθ5 ／３だけ回転すると、回転
スリット３４ｂの中心と固定スリット３２ｂの中心とが
一致し、受光素子４０ｂのセンサ出力が最大になり、図
１４に示すように、回転スリット円板３３が矢印Ｄ方向
に更にθ5 ／３だけ回転すると、回転スリット３４ｃの
中心と固定スリット３２ｃの中心とが一致し、受光素子
４０ｃのセンサ出力が最大になる。
【００３５】そして、回転スリット円板３３が矢印Ｄ方
向に更にθ5 ／３だけ回転すると、回転スリット３４ａ
の中心と固定スリット３２ａの中心とが再び一致し、受
光素子４０ａのセンサ出力が最大になる。次に、前記受
光素子４０ａ〜４０ｃのセンサ出力について説明する。
図１５は本発明の実施例におけるセンサ出力の出力波形
図である。なお、図において、横軸に回転スリット円板
３３（図８）の回転角度を、縦軸に受光素子４０ａ〜４
０ｃのセンサ出力を採ってある。
向に更にθ5 ／３だけ回転すると、回転スリット３４ａ
の中心と固定スリット３２ａの中心とが再び一致し、受
光素子４０ａのセンサ出力が最大になる。次に、前記受
光素子４０ａ〜４０ｃのセンサ出力について説明する。
図１５は本発明の実施例におけるセンサ出力の出力波形
図である。なお、図において、横軸に回転スリット円板
３３（図８）の回転角度を、縦軸に受光素子４０ａ〜４
０ｃのセンサ出力を採ってある。
【００３６】図において、ｖSAは受光素子４０ａ（図１
２）のセンサ出力、ｖSBは受光素子４０ｂのセンサ出
力、ｖSCは受光素子４０ｃのセンサ出力である。図から
分かるように、回転スリット３４のピッチ角をθ5 とす
ると、センサ出力ｖSA〜ｖSCは、互いに位相がθ5 ／３
ずつ異なる。次に、電圧変換器１９の出力電圧について
説明する。
２）のセンサ出力、ｖSBは受光素子４０ｂのセンサ出
力、ｖSCは受光素子４０ｃのセンサ出力である。図から
分かるように、回転スリット３４のピッチ角をθ5 とす
ると、センサ出力ｖSA〜ｖSCは、互いに位相がθ5 ／３
ずつ異なる。次に、電圧変換器１９の出力電圧について
説明する。
【００３７】図１は本発明の実施例における電圧変換器
の出力電圧の電圧波形図、図１６は本発明の実施例にお
ける電圧変換器の概略図である。なお、図１において、
横軸に回転スリット３３（図８）の回転角度を、縦軸に
電圧変換器１９の出力電圧を採ってある。図１６におい
て、４８はコンパレータ、４９は基準電源、ｖS はセン
サ出力、ｖは出力電圧、ｖREF はスレッショルド電圧で
ある。前記センサ出力ｖS をスレッショルド電圧ｖREF
と比較することによって、矩形波の出力電圧ｖを得るこ
とができる。
の出力電圧の電圧波形図、図１６は本発明の実施例にお
ける電圧変換器の概略図である。なお、図１において、
横軸に回転スリット３３（図８）の回転角度を、縦軸に
電圧変換器１９の出力電圧を採ってある。図１６におい
て、４８はコンパレータ、４９は基準電源、ｖS はセン
サ出力、ｖは出力電圧、ｖREF はスレッショルド電圧で
ある。前記センサ出力ｖS をスレッショルド電圧ｖREF
と比較することによって、矩形波の出力電圧ｖを得るこ
とができる。
【００３８】前記受光素子４０ａ〜４０ｃ（図１２）に
おいてはセンサ出力ｖSA〜ｖSC（図１５）を得ることが
できるので、該センサ出力ｖSA〜ｖSCをスレッショルド
電圧ｖREF と比較することによって、図１に示すような
出力電圧ｖA 〜ｖC を得ることができる。図１に示すよ
うに、受光素子４０ａのセンサ出力ｖSAに対応する出力
電圧ｖAは、回転スリット円板３３がピッチ角θ5 だけ
回転すると１パルスを発生させる。そして、回転角度Ａ
における出力電圧ｖA の立上がりのタイミングの後、回
転スリット円板３３が角度θ5 ／３だけ回転して回転角
度Ｂになると、受光素子４０ｂのセンサ出力ｖSBに対応
する出力電圧ｖB が立ち上がり、出力電圧ｖB の立上が
りのタイミングの後、回転スリット円板３３が角度θ5
／３だけ回転して回転角度Ｃになると、受光素子４０ｃ
のセンサ出力ｖSCに対応する出力電圧ｖC が立ち上が
る。
おいてはセンサ出力ｖSA〜ｖSC（図１５）を得ることが
できるので、該センサ出力ｖSA〜ｖSCをスレッショルド
電圧ｖREF と比較することによって、図１に示すような
出力電圧ｖA 〜ｖC を得ることができる。図１に示すよ
うに、受光素子４０ａのセンサ出力ｖSAに対応する出力
電圧ｖAは、回転スリット円板３３がピッチ角θ5 だけ
回転すると１パルスを発生させる。そして、回転角度Ａ
における出力電圧ｖA の立上がりのタイミングの後、回
転スリット円板３３が角度θ5 ／３だけ回転して回転角
度Ｂになると、受光素子４０ｂのセンサ出力ｖSBに対応
する出力電圧ｖB が立ち上がり、出力電圧ｖB の立上が
りのタイミングの後、回転スリット円板３３が角度θ5
／３だけ回転して回転角度Ｃになると、受光素子４０ｃ
のセンサ出力ｖSCに対応する出力電圧ｖC が立ち上が
る。
【００３９】したがって、回転スリット３４の数ｎ1 の
３倍の分解能を得ることができる。また、出力電圧ｖA
〜ｖC の回転角度Ｄ〜Ｆにおける立下がりを検出するこ
とによって、回転スリット３４の数ｎ1 の３倍の分解能
を得ることもできる。さらに、出力電圧ｖA 〜ｖC の立
上がり及び立下がりを検出することによって、回転スリ
ット３４の数ｎ1 の６倍の分解能を得ることもできる。
３倍の分解能を得ることができる。また、出力電圧ｖA
〜ｖC の回転角度Ｄ〜Ｆにおける立下がりを検出するこ
とによって、回転スリット３４の数ｎ1 の３倍の分解能
を得ることもできる。さらに、出力電圧ｖA 〜ｖC の立
上がり及び立下がりを検出することによって、回転スリ
ット３４の数ｎ1 の６倍の分解能を得ることもできる。
【００４０】本実施例においては、固定スリット３２の
ピッチ角θ6 を回転スリット３４のピッチ角θ5 より大
きくすることによって、各受光素子４０ａ〜４０ｃのセ
ンサ出力ｖSA〜ｖSCの位相を互いにθ5 ／３ずつ異なら
せるようにしているが、回転スリット板３３の回転方向
における複数箇所に固定スリット及び受光素子を配設
し、各受光素子のセンサ出力の位相を異ならせることも
できる。
ピッチ角θ6 を回転スリット３４のピッチ角θ5 より大
きくすることによって、各受光素子４０ａ〜４０ｃのセ
ンサ出力ｖSA〜ｖSCの位相を互いにθ5 ／３ずつ異なら
せるようにしているが、回転スリット板３３の回転方向
における複数箇所に固定スリット及び受光素子を配設
し、各受光素子のセンサ出力の位相を異ならせることも
できる。
【００４１】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
【００４２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、回転角度検出装置においては、回転体の回転を伝
達する入力軸と、該入力軸に対して鉛直に固定され、周
縁に複数の回転スリットを備えた回転スリット円板と、
該回転スリット円板と平行に配設され、複数の固定スリ
ットを備えた固定スリット板とを有する。
れば、回転角度検出装置においては、回転体の回転を伝
達する入力軸と、該入力軸に対して鉛直に固定され、周
縁に複数の回転スリットを備えた回転スリット円板と、
該回転スリット円板と平行に配設され、複数の固定スリ
ットを備えた固定スリット板とを有する。
【００４３】また、発光素子と、該発光素子と対向させ
て、前記回転スリット円板及び固定スリット板を挟んで
配設された複数の受光素子とを有する。そして、各回転
スリットのピッチ幅と各固定スリットのピッチ幅とを異
ならせ、受光素子のセンサ出力の位相を互いに異ならせ
る。この場合、各受光素子のセンサ出力を矩形波に変換
したとき、該矩形波の立上がり又は立下がりを検出する
ことによって、回転スリットの数より多い分解能を得る
ことができる。
て、前記回転スリット円板及び固定スリット板を挟んで
配設された複数の受光素子とを有する。そして、各回転
スリットのピッチ幅と各固定スリットのピッチ幅とを異
ならせ、受光素子のセンサ出力の位相を互いに異ならせ
る。この場合、各受光素子のセンサ出力を矩形波に変換
したとき、該矩形波の立上がり又は立下がりを検出する
ことによって、回転スリットの数より多い分解能を得る
ことができる。
【００４４】また、回転スリット円板の寸法を大きくす
る必要がない。したがって、小型で回転スリット円板の
１回転当たりに発生させられるパルスの数が多い回転角
度検出装置を形成することができる。
る必要がない。したがって、小型で回転スリット円板の
１回転当たりに発生させられるパルスの数が多い回転角
度検出装置を形成することができる。
【図１】本発明の実施例における電圧変換器の出力電圧
の電圧波形図である。
の電圧波形図である。
【図２】従来の回転角度検出装置の斜視図である。
【図３】従来の回転角度検出装置における回転スリット
円板の概念図である。
円板の概念図である。
【図４】従来の回転角度検出装置における固定スリット
板の概念図である。
板の概念図である。
【図５】従来の回転角度検出装置の第１の動作状態図で
ある。
ある。
【図６】従来の回転角度検出装置の第２の動作状態図で
ある。
ある。
【図７】従来の回転角度検出装置における受光素子の出
力波形及び出力電圧を示す図である。
力波形及び出力電圧を示す図である。
【図８】本発明の実施例における回転角度検出装置の斜
視図である。
視図である。
【図９】本発明の実施例における回転スリット円板の概
念図である。
念図である。
【図１０】本発明の実施例における固定スリット板の概
念図である。
念図である。
【図１１】本発明の実施例における回転角度検出装置の
要部斜視図である。
要部斜視図である。
【図１２】本発明の実施例における回転角度検出装置の
第１の動作状態図である。
第１の動作状態図である。
【図１３】本発明の実施例における回転角度検出装置の
第２の動作状態図である。
第２の動作状態図である。
【図１４】本発明の実施例における回転角度検出装置の
第３の動作状態図である。
第３の動作状態図である。
【図１５】本発明の実施例における受光素子の出力波形
を示す図である。
を示す図である。
【図１６】本発明の実施例における電圧変換器の概略図
である。
である。
１６ 入力軸 １９ 発光素子 ３１ 固定スリット板 ３２ 固定スリット ３３ 回転スリット円板 ３４ 回転スリット ４０ 受光素子 ｋ1 、ｋ2 ピッチ幅 ｖS 、ｖSA〜ｖSC センサ出力
Claims (3)
- 【請求項１】 （ａ）回転体の回転を伝達する入力軸
と、（ｂ）該入力軸に対して鉛直に固定され、周縁に複
数の回転スリットを備えた回転スリット円板と、（ｃ）
該回転スリット円板と平行に配設され、複数の固定スリ
ットを備えた固定スリット板と、（ｄ）発光素子と、
（ｅ）該発光素子と対向させて、前記回転スリット円板
及び固定スリット板を挟んで配設された複数の受光素子
とを有するとともに、（ｆ）各回転スリットのピッチ幅
と各固定スリットのピッチ幅とを異ならせ、受光素子の
センサ出力の位相を互いに異ならせたことを特徴とする
回転角度検出装置。 - 【請求項２】 各回転スリットのピッチ幅をｋ1 とし、
各固定スリットのピッチ幅をｋ2 とし、受光素子の個数
をｘとしたとき、 ｋ2 ＝（ｘ＋１）ｋ1 ／ｘ となるように設定した請求項１に記載の回転角度検出装
置。 - 【請求項３】 （ａ）回転体の回転を伝達する入力軸
と、（ｂ）該入力軸に対して鉛直に固定され、周縁に複
数の回転スリットを備えた回転スリット円板と、（ｃ）
該回転スリット円板と平行に配設され、それぞれ固定ス
リットを備えた複数の固定スリット板と、（ｄ）発光素
子と、（ｅ）該発光素子と対向させて、前記回転スリッ
ト円板及び固定スリット板を挟んで配設された複数の受
光素子とを有するとともに、（ｆ）各固定スリット板の
位置は、各受光素子のセンサ出力の位相が互いに異なる
ように設定されたことを特徴とする回転角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19581894A JPH0861991A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 回転角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19581894A JPH0861991A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 回転角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0861991A true JPH0861991A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16347511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19581894A Withdrawn JPH0861991A (ja) | 1994-08-19 | 1994-08-19 | 回転角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0861991A (ja) |
-
1994
- 1994-08-19 JP JP19581894A patent/JPH0861991A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |