JPH0914941A - 回転軸の回転角度検出装置 - Google Patents
回転軸の回転角度検出装置Info
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- JPH0914941A JPH0914941A JP16117895A JP16117895A JPH0914941A JP H0914941 A JPH0914941 A JP H0914941A JP 16117895 A JP16117895 A JP 16117895A JP 16117895 A JP16117895 A JP 16117895A JP H0914941 A JPH0914941 A JP H0914941A
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- rotary shaft
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転軸の回転角度を簡単な設備で正確に検出
可能とする。 【構成】 回転軸１の周面に螺旋状に反射テープ２を１
ターン以上にわたって貼着固定し、反射テープ２を横切
る向きに回転軸１の表面に光を投射し、反射テープ２か
らの反射光を一次元位置検出素子５にて捉え、回転軸１
の回転に伴う反射テープ２からの反射光が一次元位置検
出素子５に入射する位置の変位量に基づき回転軸１の回
転角度θを検出する。
可能とする。 【構成】 回転軸１の周面に螺旋状に反射テープ２を１
ターン以上にわたって貼着固定し、反射テープ２を横切
る向きに回転軸１の表面に光を投射し、反射テープ２か
らの反射光を一次元位置検出素子５にて捉え、回転軸１
の回転に伴う反射テープ２からの反射光が一次元位置検
出素子５に入射する位置の変位量に基づき回転軸１の回
転角度θを検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被検対象物である回転軸
の回転角度を光学的に検出する回転角度検出装置に関す
る。
の回転角度を光学的に検出する回転角度検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるこの種の装置としては、被
検対象物である回転軸にロータリエンコーダを伝動機構
を介して取り付け、回転軸の回転に伴ってロータリエン
コーダから発せられるパルスを計数することで回転角度
を検出する装置、或いは回転軸に歯車、又は白黒マーク
を交互に付した円板等を直接取り付け、これに発光部か
らの光を投射し、歯車の歯間を経た光、又は円板の白色
部からの反射光を夫々受光部で捉え、受光部から発せら
れるパルス状検出信号をカウンタにて計数することで、
ロータリエンコーダと同様に回転角度を検出することが
行われていた。
検対象物である回転軸にロータリエンコーダを伝動機構
を介して取り付け、回転軸の回転に伴ってロータリエン
コーダから発せられるパルスを計数することで回転角度
を検出する装置、或いは回転軸に歯車、又は白黒マーク
を交互に付した円板等を直接取り付け、これに発光部か
らの光を投射し、歯車の歯間を経た光、又は円板の白色
部からの反射光を夫々受光部で捉え、受光部から発せら
れるパルス状検出信号をカウンタにて計数することで、
ロータリエンコーダと同様に回転角度を検出することが
行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来装置にあっては、ロータリエンコーダを用いる場合
には、回転軸とロータリエンコーダとの間に伝動機構が
必要となり、またロータリエンコーダを直接取り付ける
場合には回転軸自体に加工を加える必要があり、取り外
しにも手間を要し、更に伝動機構を用いるためバックラ
ッシに起因する精度の低下を免れ得ないという問題があ
った。
従来装置にあっては、ロータリエンコーダを用いる場合
には、回転軸とロータリエンコーダとの間に伝動機構が
必要となり、またロータリエンコーダを直接取り付ける
場合には回転軸自体に加工を加える必要があり、取り外
しにも手間を要し、更に伝動機構を用いるためバックラ
ッシに起因する精度の低下を免れ得ないという問題があ
った。
【０００４】また歯車を用いる場合は回転軸の軸径が異
なれば、夫々に対応した大きさの歯車，白黒模様の円板
等を用意する必要があり、しかも光の受光，非受光をパ
ルス信号として捉え、回転角度を検出するため外乱に弱
く、精度を高めるには微細な模様、形状が必要となり、
更に回転軸が一回転する都度カウンタをリセット操作す
ることが必要となるなどの問題があった。
なれば、夫々に対応した大きさの歯車，白黒模様の円板
等を用意する必要があり、しかも光の受光，非受光をパ
ルス信号として捉え、回転角度を検出するため外乱に弱
く、精度を高めるには微細な模様、形状が必要となり、
更に回転軸が一回転する都度カウンタをリセット操作す
ることが必要となるなどの問題があった。
【０００５】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、回転軸の軸径の如何
にかかわらず、適用可能で、着脱が容易であり、装着す
る際にも回転軸に対する何らの加工も必要なく、外乱の
影響も低く高い検出精度が得られて信頼性の高い回転軸
の回転角度検出装置を提供するにある。
あって、その目的とするところは、回転軸の軸径の如何
にかかわらず、適用可能で、着脱が容易であり、装着す
る際にも回転軸に対する何らの加工も必要なく、外乱の
影響も低く高い検出精度が得られて信頼性の高い回転軸
の回転角度検出装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る回転軸
の回転角度検出装置は、回転軸の表面に１ターン以上に
わたって、螺旋状に固定され、前記回転軸表面の反射率
よりも大きい反射率を有する帯状体と、前記回転軸の表
面に帯状体を横切る態様で条状の光を投射する投射光学
系と、前記帯状体からの反射光の入射位置を検出してそ
の位置に対応した信号を出力する一次元位置検出素子
と、該一次元位置検出素子からの位置検出信号に基づい
て、回転軸の回転角度を算出する演算部とを備えること
を特徴とする。
の回転角度検出装置は、回転軸の表面に１ターン以上に
わたって、螺旋状に固定され、前記回転軸表面の反射率
よりも大きい反射率を有する帯状体と、前記回転軸の表
面に帯状体を横切る態様で条状の光を投射する投射光学
系と、前記帯状体からの反射光の入射位置を検出してそ
の位置に対応した信号を出力する一次元位置検出素子
と、該一次元位置検出素子からの位置検出信号に基づい
て、回転軸の回転角度を算出する演算部とを備えること
を特徴とする。
【０００７】第２の発明に係る回転軸の回転角度検出装
置は、前記帯状体として再帰反射性テープを用いる。
置は、前記帯状体として再帰反射性テープを用いる。
【０００８】第３の発明に係る回転軸の回転角度検出装
置は、前記投射光学系に点状光源又は線状光源を備え
る。
置は、前記投射光学系に点状光源又は線状光源を備え
る。
【０００９】第４の発明に係る回転軸の回転角度検出装
置は、前記投射光学系から回転軸の表面に対し、帯状体
を横切る向きであって、且つ回転軸の回転中心線を通る
向き、又は回転中心線から所定寸法離れた位置を通る向
きに光を投射することを特徴とする。
置は、前記投射光学系から回転軸の表面に対し、帯状体
を横切る向きであって、且つ回転軸の回転中心線を通る
向き、又は回転中心線から所定寸法離れた位置を通る向
きに光を投射することを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１の発明にあっては、投射光学系から、回転
軸の周面に螺旋状に設けた帯状体を横切る向きに光を投
射し、回転軸の回転に伴って帯状体からの反射光が一次
元位置検出素子に入射する位置を逐次捉えることで、回
転軸の回転角度に対応した一次元位置検出素子への反射
光の入射位置を求めることで、回転角度を求め得る。
軸の周面に螺旋状に設けた帯状体を横切る向きに光を投
射し、回転軸の回転に伴って帯状体からの反射光が一次
元位置検出素子に入射する位置を逐次捉えることで、回
転軸の回転角度に対応した一次元位置検出素子への反射
光の入射位置を求めることで、回転角度を求め得る。
【００１１】第２の発明にあっては、帯状体として再帰
反射性を有するテープを用いることで、回転軸表面から
の反射光と区別してテープのみからの反射光の変位から
容易に回転角度を検出することが可能となる。
反射性を有するテープを用いることで、回転軸表面から
の反射光と区別してテープのみからの反射光の変位から
容易に回転角度を検出することが可能となる。
【００１２】第３の発明にあっては、点状光源を用いる
ことで光源の構成が簡単となり、また線状光源を用いる
ことで点状光源のように指向性に制限されることなく、
螺旋ピッチを大きくとれるので、検出精度が高くなる。
ことで光源の構成が簡単となり、また線状光源を用いる
ことで点状光源のように指向性に制限されることなく、
螺旋ピッチを大きくとれるので、検出精度が高くなる。
【００１３】第４の発明にあっては、回転軸の表面にそ
の径方向と異なる方向に光を入射せしめることで、回転
軸と再帰反射性テープからの反射光の反射方向が異なる
こととなり、検出の信頼性が上がる。
の径方向と異なる方向に光を入射せしめることで、回転
軸と再帰反射性テープからの反射光の反射方向が異なる
こととなり、検出の信頼性が上がる。
【００１４】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。 （実施例１）図１は本発明に係る回転軸の回転角度検出
装置の原理説明図であり、図中１は回転角度の検出対象
である回転軸、２は反射テープ、３は点状光源、４はハ
ーフミラ、５は一次元位置検出素子を示している。回転
軸１にはその周面に帯状体たる反射テープ２が図２に示
す如く螺旋状（螺旋ピッチ１ｃｍ）に１回り（１ター
ン）貼着せしめられている。図２（ａ）は、反射テープ
の貼着状態を示す説明図、図２（ｂ）は、同じく回転軸
の端面図であり、反射テープ２としては、例えば１ｍｍ
幅のレトロリフレクティブ（再帰反射性）テープ（テフ
ロン製）が用いられる。帯状体としては上記した反射テ
ープ２に限らず、例えば単なる白色テープでもよく、ま
た光反射率の高い塗料を所定幅で、所定ピッチの螺旋状
に塗着せしめてもよい。
具体的に説明する。 （実施例１）図１は本発明に係る回転軸の回転角度検出
装置の原理説明図であり、図中１は回転角度の検出対象
である回転軸、２は反射テープ、３は点状光源、４はハ
ーフミラ、５は一次元位置検出素子を示している。回転
軸１にはその周面に帯状体たる反射テープ２が図２に示
す如く螺旋状（螺旋ピッチ１ｃｍ）に１回り（１ター
ン）貼着せしめられている。図２（ａ）は、反射テープ
の貼着状態を示す説明図、図２（ｂ）は、同じく回転軸
の端面図であり、反射テープ２としては、例えば１ｍｍ
幅のレトロリフレクティブ（再帰反射性）テープ（テフ
ロン製）が用いられる。帯状体としては上記した反射テ
ープ２に限らず、例えば単なる白色テープでもよく、ま
た光反射率の高い塗料を所定幅で、所定ピッチの螺旋状
に塗着せしめてもよい。
【００１５】点状光源３からの光は図示しないスリット
を通して回転軸１の軸心線と略平行な向きの条状の光と
してハーフミラ４へ入射される。ハーフミラ４は回転軸
１の接線を含む平面と平行に設けられ、入射された光を
回転軸１に貼着された反射テープ２を横切って軸心線と
平行に回転軸１の周面に入射せしめるようにしてある。
を通して回転軸１の軸心線と略平行な向きの条状の光と
してハーフミラ４へ入射される。ハーフミラ４は回転軸
１の接線を含む平面と平行に設けられ、入射された光を
回転軸１に貼着された反射テープ２を横切って軸心線と
平行に回転軸１の周面に入射せしめるようにしてある。
【００１６】回転軸１の周面に入射された光は回転軸１
の周面及び反射テープ２の表面から夫々反射され、ハー
フミラ４を透過して、一次元位置検出素子５に入射され
る。一次元位置検出素子５には回転軸１、反射テープ夫
々の表面からの反射光が入射されるが、反射テープ２の
反射率に比較して回転軸１の表面の反射率が格段に小さ
いため、一次元位置検出素子５への入射光量も少なく殆
ど検出されず、反射テープ２からの反射光スポットのみ
が一次元位置検出素子５で検出される。
の周面及び反射テープ２の表面から夫々反射され、ハー
フミラ４を透過して、一次元位置検出素子５に入射され
る。一次元位置検出素子５には回転軸１、反射テープ夫
々の表面からの反射光が入射されるが、反射テープ２の
反射率に比較して回転軸１の表面の反射率が格段に小さ
いため、一次元位置検出素子５への入射光量も少なく殆
ど検出されず、反射テープ２からの反射光スポットのみ
が一次元位置検出素子５で検出される。
【００１７】軸が時計方向に回転すると反射光スポット
は一次元位置検出素子５の表面を移動する。一次元位置
検出素子５は反射光スポットの移動に従って、その出力
信号が漸増してゆくように構成されており、回転軸１の
回転角度に対応した信号が一次元位置検出素子５から演
算部６へ出力される。一次元位置検出素子５としては通
常ＰＳＤ（POSITION SENSITIVE LIGHT DETECTOR ）が用
いられるが、ＣＣＤを一列に並べたものを用いてもよ
い。
は一次元位置検出素子５の表面を移動する。一次元位置
検出素子５は反射光スポットの移動に従って、その出力
信号が漸増してゆくように構成されており、回転軸１の
回転角度に対応した信号が一次元位置検出素子５から演
算部６へ出力される。一次元位置検出素子５としては通
常ＰＳＤ（POSITION SENSITIVE LIGHT DETECTOR ）が用
いられるが、ＣＣＤを一列に並べたものを用いてもよ
い。
【００１８】回転軸が一回転した時の一次元位置検出素
子５の出力信号の最小値がＶmin ,最大値がＶmax のと
き、演算部６では、ｔ1 の時点で一次元位置検出素子５
から入力された信号をＶｔ1 として、下記（１）式に従
って回転軸１の回転角度θを算出し、出力する。
子５の出力信号の最小値がＶmin ,最大値がＶmax のと
き、演算部６では、ｔ1 の時点で一次元位置検出素子５
から入力された信号をＶｔ1 として、下記（１）式に従
って回転軸１の回転角度θを算出し、出力する。
【００１９】３６０°が（Ｖmax −Ｖmin ）に対応する
ので、ｔ1 時点での回転軸１の回転角度θは下記（１）
式で与えられる。 ３６０×｛（Ｖｔ1 −Ｖmin ）／（Ｖmax −Ｖmin ）｝ …（１） ここでθは一次元位置検出素子５の出力が最小となる回
転角度に対する相対角度である。
ので、ｔ1 時点での回転軸１の回転角度θは下記（１）
式で与えられる。 ３６０×｛（Ｖｔ1 −Ｖmin ）／（Ｖmax −Ｖmin ）｝ …（１） ここでθは一次元位置検出素子５の出力が最小となる回
転角度に対する相対角度である。
【００２０】このような実施例１にあっては、反射テー
プ２を螺旋状に貼着した回転軸１に反射テープ２を横切
る向きに条状の光を入射させ、回転軸１の回転に伴って
反射テープ２からの反射光が変位するのを一次元位置検
出素子５にて検出することで、回転軸１の回転角度に対
応して位置が一次元位置検出素子５にて検出されること
となり、簡単な設備で正確な回転角度の検出が可能とな
る。回転軸１の径が異なる場合も反射テープ２を巻き付
けるだけで対応出来て、回転軸１に対し何ら特別な加工
等を必要とせず、また取り外しも簡単に行える。
プ２を螺旋状に貼着した回転軸１に反射テープ２を横切
る向きに条状の光を入射させ、回転軸１の回転に伴って
反射テープ２からの反射光が変位するのを一次元位置検
出素子５にて検出することで、回転軸１の回転角度に対
応して位置が一次元位置検出素子５にて検出されること
となり、簡単な設備で正確な回転角度の検出が可能とな
る。回転軸１の径が異なる場合も反射テープ２を巻き付
けるだけで対応出来て、回転軸１に対し何ら特別な加工
等を必要とせず、また取り外しも簡単に行える。
【００２１】（実施例２）図３は本発明の実施例２の原
理説明図であり、この実施例２では線状光源１３を用
い、この線状光源１３からの光をスリット１７を通し
て、条状の光に整形し、ハーフミラ４を透過させ、回転
軸１の回転中心Ｏから距離εだけずれた位置で反射テー
プ２を横切る態様で回転軸１の周面に入射せしめるよう
にしてある。
理説明図であり、この実施例２では線状光源１３を用
い、この線状光源１３からの光をスリット１７を通し
て、条状の光に整形し、ハーフミラ４を透過させ、回転
軸１の回転中心Ｏから距離εだけずれた位置で反射テー
プ２を横切る態様で回転軸１の周面に入射せしめるよう
にしてある。
【００２２】図５に示す如く回転軸１の表面からの反射
光はその殆どが法線の反対側に反射するのに対し、反射
テープ２からの反射光はその再帰反射性の故にハーフミ
ラ４に向けて反射される。ハーフミラ４に入射した光は
ここで反射され、スリット１８を経て一次元位置検出素
子５に入射される。回転軸１及び反射テープ２の構成は
実施例１の場合と同じである。スリット１７は線状光源
１３からの光を回転軸１の周面に対し、回転軸１の回転
中心線と平行であって、且つ反射テープ２を横切る条状
の光として投射せしめるためのものである。またスリッ
ト１８は反射テープ２からの反射光のみをハーフミラ４
から一次元位置検出素子５へ入射せしめるためのもので
ある。他の構成は実施例１のそれと実質的に同じであ
り、対応する部分には同じ番号を付して説明を省略す
る。
光はその殆どが法線の反対側に反射するのに対し、反射
テープ２からの反射光はその再帰反射性の故にハーフミ
ラ４に向けて反射される。ハーフミラ４に入射した光は
ここで反射され、スリット１８を経て一次元位置検出素
子５に入射される。回転軸１及び反射テープ２の構成は
実施例１の場合と同じである。スリット１７は線状光源
１３からの光を回転軸１の周面に対し、回転軸１の回転
中心線と平行であって、且つ反射テープ２を横切る条状
の光として投射せしめるためのものである。またスリッ
ト１８は反射テープ２からの反射光のみをハーフミラ４
から一次元位置検出素子５へ入射せしめるためのもので
ある。他の構成は実施例１のそれと実質的に同じであ
り、対応する部分には同じ番号を付して説明を省略す
る。
【００２３】このような実施例２にあっては、回転軸１
の表面に対し、その回転中心Ｏから外れた位置で反射テ
ープ２を横切る向きに条状の光を入射させることで、回
転軸１表面からの反射光がハーフミラ４側に向けて反射
する量が大幅に低減され、それだけノイズが減少する。
また、２つのスリット１７，１８を用いることによっ
て、反射テープ２に対し必要な光を入射し、また反射テ
ープ２からのみの反射光を一次元位置検出素子５へ入射
させ、よりノイズを低減し得て、より正確で信頼性の高
い回転角度の検出が可能となる。
の表面に対し、その回転中心Ｏから外れた位置で反射テ
ープ２を横切る向きに条状の光を入射させることで、回
転軸１表面からの反射光がハーフミラ４側に向けて反射
する量が大幅に低減され、それだけノイズが減少する。
また、２つのスリット１７，１８を用いることによっ
て、反射テープ２に対し必要な光を入射し、また反射テ
ープ２からのみの反射光を一次元位置検出素子５へ入射
させ、よりノイズを低減し得て、より正確で信頼性の高
い回転角度の検出が可能となる。
【００２４】（実施例３）図４は本発明の実施例３の原
理説明図であり、この実施例３では線状光源２３から出
射された光を直線状に並列配置した光ファイバ列２４に
通して、平行光線を得、これをハーフミラ４を透過させ
て回転軸１の表面にその径方向と異なる方向であって、
且つ反射テープ２を横切る態様で入射せしめるようにし
てある。
理説明図であり、この実施例３では線状光源２３から出
射された光を直線状に並列配置した光ファイバ列２４に
通して、平行光線を得、これをハーフミラ４を透過させ
て回転軸１の表面にその径方向と異なる方向であって、
且つ反射テープ２を横切る態様で入射せしめるようにし
てある。
【００２５】このような実施例３にあっては、回転軸１
の表面に入射した光は実施例２と同様反射テープ２に入
射した光のみが、その再帰反射性により、ハーフミラ４
側に反射し、一次元位置検出素子５へ入射することとな
る。なお、実施例３では線状光源２３を用いた場合を示
したが、図６に示す如く点状光源３とシリンドリカルレ
ンズ２５とを組み合わせることで線状光源を得ることと
してもよい。
の表面に入射した光は実施例２と同様反射テープ２に入
射した光のみが、その再帰反射性により、ハーフミラ４
側に反射し、一次元位置検出素子５へ入射することとな
る。なお、実施例３では線状光源２３を用いた場合を示
したが、図６に示す如く点状光源３とシリンドリカルレ
ンズ２５とを組み合わせることで線状光源を得ることと
してもよい。
【００２６】また、実施例では反射テープの貼着を１回
りとしたが、１回りを越えるときも検出素子の特性にあ
わせた信号処理、データ処理によって角度検出が行える
ことはいうまでもない。また、回転角度θを基準角度に
対する相対角度としているが、同様の信号処理、データ
処理によって絶対角度に変換できることはいうまでもな
い。
りとしたが、１回りを越えるときも検出素子の特性にあ
わせた信号処理、データ処理によって角度検出が行える
ことはいうまでもない。また、回転角度θを基準角度に
対する相対角度としているが、同様の信号処理、データ
処理によって絶対角度に変換できることはいうまでもな
い。
【００２７】このような実施例１，２，３は、回転軸上
の特性、例えば透磁率のばらつきによって回転角度毎に
磁歪式トルクセンサの出力特性が異なる場合に、ドリフ
ト値等の校正を行うべく回転角度の検出に際して適用
し、簡単に着脱出来る効果がある。
の特性、例えば透磁率のばらつきによって回転角度毎に
磁歪式トルクセンサの出力特性が異なる場合に、ドリフ
ト値等の校正を行うべく回転角度の検出に際して適用
し、簡単に着脱出来る効果がある。
【００２８】
【発明の効果】第１の発明にあっては、投射光学系から
出射された光を回転軸の光に、これに固定した螺旋帯状
体を横切る態様で入射させ、帯状体からの反射光を一次
元位置検出素子にて検出し、回転軸の回転に伴って帯状
体に入射する光の位置の変位を反射光の一次元位置検出
素子上での変位に変換して捉えることで、回転角度を検
出するから回転軸の大小の如何にかかわらず、正確な測
定が出来、高い信頼性が得られる。
出射された光を回転軸の光に、これに固定した螺旋帯状
体を横切る態様で入射させ、帯状体からの反射光を一次
元位置検出素子にて検出し、回転軸の回転に伴って帯状
体に入射する光の位置の変位を反射光の一次元位置検出
素子上での変位に変換して捉えることで、回転角度を検
出するから回転軸の大小の如何にかかわらず、正確な測
定が出来、高い信頼性が得られる。
【００２９】第２の発明にあっては帯状体として再帰反
射性テープを用いるから、回転軸表面からの反射光に比
較して反射率が大きく、ノイズによる影響が低減され
る。
射性テープを用いるから、回転軸表面からの反射光に比
較して反射率が大きく、ノイズによる影響が低減され
る。
【００３０】第３の発明にあっては点状光源を用いるこ
とで設備コストが安価となり、また線状光源を用いるこ
とで検出精度が高くなる。
とで設備コストが安価となり、また線状光源を用いるこ
とで検出精度が高くなる。
【００３１】第４の発明にあっては回転軸表面の反射光
が除去されるので検出の信頼性が上がる。
が除去されるので検出の信頼性が上がる。
【図１】本発明の実施例１の原理説明図である。
【図２】回転軸と反射テープとの関係を示す説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例２の原理説明図である。
【図４】本発明の実施例３の原理説明図である。
【図５】回転軸表面での平行光線の反射の態様を示す説
明図である。
明図である。
【図６】点状光源とシリンドリカルレンズとを組み合わ
せて平行光線を得る場合の説明図である。
せて平行光線を得る場合の説明図である。
１ 回転軸 ２ 反射テープ ３ 点状光源 ４ ハーフミラ ５ 一次元位置検出素子 １３ 線状光源 １７，１８ スリット ２４ 光ファイバ列
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１０月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る回転軸
の回転角度検出装置は、回転軸の表面に、螺旋状に固定
され、前記回転軸表面の反射率よりも大きい反射率を有
する帯状体と、前記回転軸の表面に帯状体を横切る態様
で条状の光を投射する投射光学系と、前記帯状体からの
反射光の入射位置を検出してその位置に対応した信号を
出力する一次元位置検出素子と、該一次元位置検出素子
からの位置検出信号に基づいて、回転軸の回転角度を算
出する演算部とを備えることを特徴とする。
の回転角度検出装置は、回転軸の表面に、螺旋状に固定
され、前記回転軸表面の反射率よりも大きい反射率を有
する帯状体と、前記回転軸の表面に帯状体を横切る態様
で条状の光を投射する投射光学系と、前記帯状体からの
反射光の入射位置を検出してその位置に対応した信号を
出力する一次元位置検出素子と、該一次元位置検出素子
からの位置検出信号に基づいて、回転軸の回転角度を算
出する演算部とを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】第２の発明に係る回転軸の回転角度検出装
置は、前記帯状体は、回転軸の表面に１ターン以上にわ
たって螺旋状に固定されていることを特徴とする。第３
の発明に係る回転軸の回転角度検出装置は、前記帯状体
として再帰反射性テープを用いる。
置は、前記帯状体は、回転軸の表面に１ターン以上にわ
たって螺旋状に固定されていることを特徴とする。第３
の発明に係る回転軸の回転角度検出装置は、前記帯状体
として再帰反射性テープを用いる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】第４の発明に係る回転軸の回転角度検出装
置は、前記投射光学系に点状光源又は線状光源を備え
る。
置は、前記投射光学系に点状光源又は線状光源を備え
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】第５の発明に係る回転軸の回転角度検出装
置は、前記投射光学系から回転軸の表面に対し、帯状体
を横切る向きであって、且つ回転軸の回転中心線を通る
向き、又は回転中心線から所定寸法離れた位置を通る向
きに光を投射することを特徴とする。
置は、前記投射光学系から回転軸の表面に対し、帯状体
を横切る向きであって、且つ回転軸の回転中心線を通る
向き、又は回転中心線から所定寸法離れた位置を通る向
きに光を投射することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【作用】第１の発明にあっては、投射光学系から、回転
軸の周面に螺旋状に設けた帯状体を横切る向きに光を投
射し、回転軸の回転に伴って帯状体からの反射光が一次
元位置検出素子に入射する位置を逐次捉え、回転軸の回
転角度に対応した一次元位置検出素子への反射光の入射
位置を求めることで、回転角度を求め得る。
軸の周面に螺旋状に設けた帯状体を横切る向きに光を投
射し、回転軸の回転に伴って帯状体からの反射光が一次
元位置検出素子に入射する位置を逐次捉え、回転軸の回
転角度に対応した一次元位置検出素子への反射光の入射
位置を求めることで、回転角度を求め得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】第２の発明にあっては、帯状体を回転軸の
表面に対し１ターン以上にわたって固定することで、１
回転以上にわたる回転軸の回転角度を任意に、しかも正
確に検出し得ることとなる。第３の発明にあっては、帯
状体として再帰反射性を有するテープを用いることで、
回転軸表面からの反射光と区別してテープのみからの反
射光を検出し、その変位から容易に回転角度を検出する
ことが可能となる。
表面に対し１ターン以上にわたって固定することで、１
回転以上にわたる回転軸の回転角度を任意に、しかも正
確に検出し得ることとなる。第３の発明にあっては、帯
状体として再帰反射性を有するテープを用いることで、
回転軸表面からの反射光と区別してテープのみからの反
射光を検出し、その変位から容易に回転角度を検出する
ことが可能となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】第４の発明にあっては、点状光源を用いる
ことで光源の構成が簡単となり、また線状光源を用いる
ことで点状光源のように指向性に制限されることなく、
螺旋ピッチを大きくとれるので、検出精度が高くなる。
ことで光源の構成が簡単となり、また線状光源を用いる
ことで点状光源のように指向性に制限されることなく、
螺旋ピッチを大きくとれるので、検出精度が高くなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】第５の発明にあっては、回転軸の表面にそ
の径方向と異なる方向に光を入射せしめることで、回転
軸と再帰反射性テープからの反射光の反射方向が異なる
こととなり、検出の信頼性が向上する。
の径方向と異なる方向に光を入射せしめることで、回転
軸と再帰反射性テープからの反射光の反射方向が異なる
こととなり、検出の信頼性が向上する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】第２の発明にあっては帯状体を回転軸の周
面に１ターン以上にわたって固定することとしたから回
転軸の１回転以上の回転角を連続的に検出することが可
能となる。第３の発明にあっては帯状体として再帰反射
性テープを用いるから、回転軸表面からの反射光に比較
して反射率が大きく、ノイズによる影響が低減される。
面に１ターン以上にわたって固定することとしたから回
転軸の１回転以上の回転角を連続的に検出することが可
能となる。第３の発明にあっては帯状体として再帰反射
性テープを用いるから、回転軸表面からの反射光に比較
して反射率が大きく、ノイズによる影響が低減される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】第４の発明にあっては点状光源を用いるこ
とで設備コストが安価となり、また線状光源を用いるこ
とで検出精度が高くなる。
とで設備コストが安価となり、また線状光源を用いるこ
とで検出精度が高くなる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】第５の発明にあっては回転軸表面の反射光
が除去されるので検出の信頼性が向上する。
が除去されるので検出の信頼性が向上する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸の表面に１ターン以上にわたっ
て、螺旋状に固定され、前記回転軸表面の反射率よりも
大きい反射率を有する帯状体と、前記回転軸の表面に帯
状体を横切る態様で条状の光を投射する投射光学系と、
前記帯状体からの反射光の入射位置を検出してその位置
に対応した信号を出力する一次元位置検出素子と、該一
次元位置検出素子からの位置検出信号に基づいて、回転
軸の回転角度を算出する演算部とを備えることを特徴と
する回転軸の回転角度検出装置。 - 【請求項２】 前記帯状体は、再帰反射性テープである
請求項１記載の回転軸の回転角度検出装置。 - 【請求項３】 前記投射光学系は点状光源又は線状光源
を備える請求項１又は２記載の回転軸の回転角度検出装
置。 - 【請求項４】 前記投射光学系から回転軸の表面に対
し、帯状体を横切る向きであって、且つ回転軸の回転中
心線を通る向き、又は回転中心線から所定寸法離れた位
置を通る向きに光を投射することを特徴とする請求項
１、２又は３記載の回転軸の回転角度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16117895A JPH0914941A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 回転軸の回転角度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16117895A JPH0914941A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 回転軸の回転角度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914941A true JPH0914941A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15730072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16117895A Pending JPH0914941A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 回転軸の回転角度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914941A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002082019A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-17 | Melexis Nv | Flow meter remote reading systems |
| WO2008041614A1 (fr) | 2006-10-03 | 2008-04-10 | University Of Tsukuba | Dispositif d'aide au mouvement et système de maintenance/gestion de dispositif d'aide au mouvement |
| JP2013092519A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-16 | Meidensha Corp | 回転角度計測装置及び方法 |
| US11221590B2 (en) | 2014-09-02 | 2022-01-11 | Apple Inc. | Wearable electronic device |
| US11347351B2 (en) | 2014-02-12 | 2022-05-31 | Apple Inc. | Rejection of false turns of rotary inputs for electronic devices |
| US11360440B2 (en) | 2018-06-25 | 2022-06-14 | Apple Inc. | Crown for an electronic watch |
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| US11531306B2 (en) | 2013-06-11 | 2022-12-20 | Apple Inc. | Rotary input mechanism for an electronic device |
| US11550268B2 (en) | 2020-06-02 | 2023-01-10 | Apple Inc. | Switch module for electronic crown assembly |
| US11561515B2 (en) | 2018-08-02 | 2023-01-24 | Apple Inc. | Crown for an electronic watch |
| US11720064B2 (en) | 2016-07-25 | 2023-08-08 | Apple Inc. | Force-detecting input structure |
| US11796968B2 (en) | 2018-08-30 | 2023-10-24 | Apple Inc. | Crown assembly for an electronic watch |
| US11796961B2 (en) | 2018-08-24 | 2023-10-24 | Apple Inc. | Conductive cap for watch crown |
| US11886149B2 (en) | 2013-08-09 | 2024-01-30 | Apple Inc. | Tactile switch for an electronic device |
| US11988995B2 (en) | 2015-03-08 | 2024-05-21 | Apple Inc. | Compressible seal for rotatable and translatable input mechanisms |
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| US12092996B2 (en) | 2021-07-16 | 2024-09-17 | Apple Inc. | Laser-based rotation sensor for a crown of an electronic watch |
| US12104929B2 (en) | 2016-05-17 | 2024-10-01 | Apple Inc. | Rotatable crown for an electronic device |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP16117895A patent/JPH0914941A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11762342B2 (en) | 2014-09-02 | 2023-09-19 | Apple Inc. | Wearable electronic device |
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| US11988995B2 (en) | 2015-03-08 | 2024-05-21 | Apple Inc. | Compressible seal for rotatable and translatable input mechanisms |
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