JPH11101661A - 光学式回転位置検出装置 - Google Patents

光学式回転位置検出装置

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JPH11101661A
JPH11101661A JP27810597A JP27810597A JPH11101661A JP H11101661 A JPH11101661 A JP H11101661A JP 27810597 A JP27810597 A JP 27810597A JP 27810597 A JP27810597 A JP 27810597A JP H11101661 A JPH11101661 A JP H11101661A
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JP
Japan
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track
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dark
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detecting device
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JP27810597A
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English (en)
Inventor
Takashi Yamanoi
孝 山野井
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 専用のトラックをや光学系などを必要とせず
に発光素子の光量変化に対応でき、小形化および光学系
部品の削減によるコストダウンを図ることができる光学
式回転位置検出装置を提供すること。 【解決手段】 同一の発光素子から得られる2つの信号
の差をとれば、光量の変化にかかわらず相対的な大小を
定めることができ、これによって光量の変化を打ち消す
ことができることから、トラックの信号の切換点を明部
と暗部の中間部を介して段階的に出力レベルが変化する
ようにする。これにより、光量が変化しても切換点での
変化を段階的として、得られる複数の出力信号の差を用
いて励磁相制御用の信号を得るようにしており、専用の
トラックや光学系などを必要とせずに発光素子の光量変
化に対応できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学式回転位置
検出装置に関し、交流サーボモータの励磁相制御用の
(U,V,W)信号を得る出力部に必要な発光部の経時
的な変化を補償するトラックを不要としたものである。
【0002】
【従来の技術】交流サーボモータによりサーボ系を制御
しようとする場合には、制御対象の回転位置などを検出
する回転位置検出器のほかに、交流サーボモータの回転
子の位置を検出して電機子巻線に回転子に同期した交流
電流を順次流して駆動する必要があり、回転子の位置を
検出して励磁相制御用の信号を出力する出力部と制御対
象の回転位置を検出する回転位置検出器とを一体にした
回転位置検出装置が用いられており、励磁相制御用の信
号や回転位置を光学式の回転位置検出器で構成して検出
するものが用いられている。
【0003】例えば励磁相制御用の3つの信号U,V,
Wを必要とする交流サーボモータでは、3本の明暗符号
が必要な位相差で形成されたトラックを備えた回転板を
回転子に連結して回転し、固定スリットを挾んで発光部
(LEDなど)と受光部(フォトトランジスタなど)を
配置しておき、各受光部から得られた信号を電気的に設
定したしきい値と比較してU,V,W信号としている。
【0004】ところが、発光部を構成する発光素子の光
量が経時的に変化することからしきい値より受光部から
の出力が小さくなるとU,V,W信号を出力できなくな
って使用できず、寿命が短いという問題がある。
【0005】そこで、発光部を構成する発光素子の光量
の変化に対応してしきい値を変えることができるよう
に、回転板に別にレファレンス用のトラックと受光素子
を設けておき、図4(a)に示すように、その出力Re
fによってしきい値を定めることで、同図(b)の電圧
比較器で構成した回路によって出力信号u,v,wから
励磁相制御用のU,V,W信号を得るようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これにより、光学式回
転位置検出装置の寿命は長くできるものの、レファレン
ス用の専用のトラックが必要となるとともに、レファレ
ンス用の光学系や回路部品が必要となり、小形化やコス
トダウンの妨げとなるという問題がある。
【0007】この発明はかかる従来技術の有する課題に
鑑みてなされたもので、専用のトラックをや光学系など
を必要とせずに発光素子の光量変化に対応でき、小形化
および光学系部品の削減によるコストダウンを図ること
ができる光学式回転位置検出装置を提供しようとするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するこの
発明の請求項1記載の光学式回転位置検出装置は、明暗
符号で構成されたトラックを挾む発光部と受光部とから
交流サーボモータの励磁相制御用の信号を得る出力部を
備えた光学式位置検出装置であって、前記トラックの明
暗符号の切換点に明部と暗部との中間部を設けるととも
に、このトラックから得られる複数の出力信号の差から
前記励磁相制御用の信号を得る手段を設けたことを特徴
とするものである。
【0009】この光学式回転位置検出装置によれば、同
一の発光素子から得られる2つの信号の差をとれば、光
量の変化にかかわらず相対的な大小を定めることがで
き、これによって光量の変化を打ち消すことができるこ
とから、トラックの信号の切換点を明部と暗部の中間部
を介して段階的に出力レベルが変化するようにして光量
が変化しても切換点での変化を段階的とするようにして
おり、得られる複数の出力信号の差を用いて励磁相制御
用の信号を得るようにしており、専用のトラックや光学
系などを必要とせずに発光素子の光量変化に対応できる
ようになる。
【0010】また、この発明の請求項2に記載の光学式
回転位置検出装置は、請求項1記載の構成に加え、前記
明暗符号の切換点に明部と暗部との中間部を設けたトラ
ックを1本とする一方、必要な位相差で複数の発光部及
び受光部を設けたことを特徴とするものである。
【0011】この光学式回転位置検出装置によれば、1
本のトラックに必要な位相差で発光部と受光部を設ける
ようにしており、最少限のトラックで構成でき、一層の
小形化が図れるようになる。
【0012】さらに、この発明の請求項3に記載の光学
式回転位置検出装置は、請求項1記載の構成に加え、前
記明暗符号の切換点に明部と暗部との中間部を設けたト
ラックを複数本とし、各トラックから出力信号を得るこ
とを特徴とするものである。
【0013】この光学式回転位置検出装置によれば、必
要な励磁相制御用の信号に応じてトラックを設けるよう
にしており、発光部や受光部などの光学系を1箇所に配
置できるようになる。
【0014】また、この発明の請求項4記載の光学式回
転位置検出装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の構
成に加え、前記励磁相制御用の信号を得る手段を電圧比
較器で構成したことを特徴とするものである。
【0015】この光学式回転位置検出装置によれば、受
光部から得られる出力信号を電圧比較器で比較するよう
にしており、容易に励磁相制御用の信号を得ることがで
きるようになる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づき詳細に説明する。図1は、この発明の
光学式回転位置検出装置の一実施の形態にかかる交流サ
ーボモータの励磁相制御用の信号の出力部における信号
の説明図および信号処理回路の説明図である。
【0017】この光学式回転位置検出装置10では、位
相差を持つ明暗符号を挾む同じ発光素子から得られる2
本の出力信号の差をとれば、発光素子の光量の変化の影
響を受けずにその大小を定めることができることから、
U=a−b,V=a−c,W=c−bとなるようなa,
b,cを作る必要がある。
【0018】そこで、例えば図2に示すような三相交流
の波形のような出力信号となるa,b,cを作ることが
できれば良いのであるが、1サイクルが1回転の1/4
〜1/8程度の範囲で、このような連続的に出力が変化
する出力信号a,b,cを光学式の受光素子から得るこ
とは困難である。
【0019】そこで、発光素子と固定スリット(受光
窓)と受光素子などによる光学系を用いて出力信号を得
る場合であっても回転板の明暗符号の切換点での変化が
段階的に起るようにする。このため、図3に示すよう
に、回転板のトラック11に形成する明暗符号の切換点
に透明部12で構成される明部としゃ光部13で構成さ
れる暗部との間に固定スリットで構成される受光窓14
の面積のほぼ半分程度を塞ぐ中間部15を形成する。
【0020】すると、このような回転板のトラック11
の切換点では、透明部12で構成される明部から高レベ
ルの出力信号Hが出力され、しゃ光部13で構成される
暗部から低レベルの出力信号L(殆ど出力は0である)
が出力され、固定スリットで構成される受光窓14の面
積のほぼ半分程度を塞ぐ中間部15からは高レベルの半
分程度の出力信号Mが出力されることになる。
【0021】そこで、このような明暗符号の切換点を持
つトラック11を所定の位相差(交流サーボモータの励
磁相制御に必要な位相差)をもって回転板に3本形成し
て1か所に配置した発光素子及び固定スリットと3つの
受光素子から図1(a)中に示すa,b,cの3本の出
力信号を得るようにする。
【0022】そして、得られた3本の出力信号a,b,
cから2本の信号を比較してその差:a−b=U,a−
c=V,c−b=Wをそれぞれ求めることで、交流サー
ボモータの励磁相制御用の信号U,V,Wを得ることが
できる。
【0023】このような3本の出力信号a,b,cから
2本の信号を比較してその差:a−b=U,a−c=
V,c−b=Wをそれぞれ求める回路20としては、例
えば図1(b)に示すような3個の電圧比較器21,2
2,23を用いて出力信号a,b,cをそれぞれに入力
すると、例えば電圧比較器21では、a>bのとき出力
が1となり、a<bのとき0となるのでこの出力をU信
号とし、同様にしてV信号およびW信号を得ることがで
きる。
【0024】このようにすれば受光素子からの出力信号
が発光素子の光量変化によって変化しても、高レベルH
や中レベルMの絶対的な大きさは変化しても3本の出力
信号a,b,cの相対的な大小は変化しないことから、
発光素子の光量の変化の影響を受けることがなくなる。
【0025】したがって、寿命の増大を図ることができ
るとともに、従来しきい値を変えるために必要であった
レファレンス用のトラックやそのための光学系部品が不
要となる。
【0026】なお、上記実施の形態では、位相差を持つ
3本の出力信号a,b,cを回転板にそれぞれ形成した
3本のトラックを用いて得るようにしたが、これらのト
ラックに形成される明暗符号自体は位相が異なるだけで
同一のパターンであることから、回転板に1本のトラッ
クだけを形成し、固定スリットや受光素子などの光学系
を必要な位相差で3個配置して出力信号a,b,cを得
るようにしても良い。
【0027】こうすることにより、回転板に1本のトラ
ックのみを形成すれば良く、回転板を一層小形化するこ
とができる。
【0028】また、トラックの明暗符号の切換点の中間
部は図3に示した上下に明部と暗部を配置する場合に限
らず、3角状や上下の縞模様など受光素子からの出力が
ほぼ半分になる模様であれば良い。
【0029】さらに、切換点の中間部に対応する出力の
Mレベルは必ずしもHレベルとLレベルの1/2である
必要はない。
【0030】
【発明の効果】以上、実施の形態とともに詳細に説明し
たように、この発明の請求項1記載の光学式回転位置検
出装置によれば、同一の発光素子から得られる2つの信
号の差をとれば、光量の変化にかかわらず相対的な大小
を定めることができ、これによって光量の変化を打ち消
すことができることから、トラックの信号の切換点を明
部と暗部の中間部を介して段階的に出力レベルが変化す
るようにして光量が変化しても切換点での変化を段階的
としたので、得られる複数の出力信号の差を用いて励磁
相制御用の信号を得ることができ、専用のトラックや光
学系などを必要とせずに発光素子の光量変化に対応する
ことができる。
【0031】また、この発明の請求項2に記載の光学式
回転位置検出装置によれば、1本のトラックに必要な位
相差で発光部と受光部を設けるようにしたので、最少限
の1本のトラックだけで構成でき、一層の小形化を図る
ことができる。
【0032】さらに、この発明の請求項3に記載の光学
式回転位置検出装置によれば、必要な励磁相制御用の信
号に応じてトラックを設けるようにしたので、発光部や
受光部などの光学系を1箇所に配置することができる。
【0033】また、この発明の請求項4記載の光学式回
転位置検出装置によれば、受光部から得られる出力信号
を電圧比較器で比較して2つの信号の差を求めるように
したので、容易に励磁相制御用の信号を得ることができ
る。
【0034】これらの発明によれば、専用のトラックを
や光学系などを必要とせずに発光素子の光量変化に対応
でき、小形化および光学系部品の削減によるコストダウ
ンを図ることができる光学式回転位置検出装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の光学式回転位置検出装置の一実施の
形態にかかる交流サーボモータの励磁相制御用の信号の
出力部における信号の説明図および信号処理回路の説明
図である。
【図2】この発明の光学式回転位置検出装置で必要とさ
れる出力信号a,b,cの一例の説明図である。
【図3】この発明の光学式回転位置検出装置の一実施の
形態にかかる回転板のトラックの切換点の説明図であ
る。
【図4】従来の光学式回転位置検出装置の出力信号処理
の説明図および処理回路の説明図である。
【符号の説明】
10 光学式回転位置検出装置 11 回転板のトラック 12 透明部(明部) 13 しゃ光部(暗部) 14 受光窓(固定スリット) 15 中間部 20 処理回路 21,22,23 電圧比較器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 明暗符号で構成されたトラックを挾む発
    光部と受光部とから交流サーボモータの励磁相制御用の
    信号を得る出力部を備えた光学式位置検出装置であっ
    て、前記トラックの明暗符号の切換点に明部と暗部との
    中間部を設けるとともに、このトラックから得られる複
    数の出力信号の差から前記励磁相制御用の信号を得る手
    段を設けたことを特徴とする光学式回転位置検出装置。
  2. 【請求項2】 前記明暗符号の切換点に明部と暗部との
    中間部を設けたトラックを1本とする一方、必要な位相
    差で複数の発光部及び受光部を設けたことを特徴とする
    請求項1記載の光学式回転位置検出装置。
  3. 【請求項3】 前記明暗符号の切換点に明部と暗部との
    中間部を設けたトラックを複数本とし、各トラックから
    出力信号を得ることを特徴とする請求項1記載の光学式
    回転位置検出装置。
  4. 【請求項4】 前記励磁相制御用の信号を得る手段を電
    圧比較器で構成したことを特徴とする請求項1〜3のい
    ずれかに記載の光学式回転位置検出装置。
JP27810597A 1997-09-25 1997-09-25 光学式回転位置検出装置 Pending JPH11101661A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100346138C (zh) * 2004-03-17 2007-10-31 台达电子工业股份有限公司 旋转光学编码器、编码盘和旋转光学编码器的编码方法
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WO2015162987A1 (ja) * 2014-04-25 2015-10-29 シャープ株式会社 光学式エンコーダ

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