JPS58147654A - 光学式周波数発電機 - Google Patents

光学式周波数発電機

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Publication number
JPS58147654A
JPS58147654A JP3096882A JP3096882A JPS58147654A JP S58147654 A JPS58147654 A JP S58147654A JP 3096882 A JP3096882 A JP 3096882A JP 3096882 A JP3096882 A JP 3096882A JP S58147654 A JPS58147654 A JP S58147654A
Authority
JP
Japan
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rotary encoder
frequency generator
light
encoder
magnetic
Prior art date
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Pending
Application number
JP3096882A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunikazu Ozawa
小澤 邦一
Yasuhiro Goto
泰宏 後藤
Hiromi Nakase
中瀬 弘巳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3096882A priority Critical patent/JPS58147654A/ja
Publication of JPS58147654A publication Critical patent/JPS58147654A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/486Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小型で高精度な光学式周波数発電機に関する。
従来モータ等の回転体の回転速度検出機構として、磁気
式又は光学式の周波数発電機が提案されている。レコー
ドプレーヤー用ホノモータあるいはテープレコーダ用キ
ャプスタンモータ等においては位相同期制御を含む高精
度速度制御が必要な為、この周波数発電機(Frequ
ency Generatorの略でFGと称す)の具
備すべき条件としては、■ FO自身が回転むら信号を
発生しない事■ 外来雑音、誘導に強い事 Cモータ回転に悪影替を与えない事 ■ 出力電圧が高い事 ■ 構造が簡単で、小型である事 などがあげられ、これらの条件を満たす為に1第1図に
示すような全周対向型磁気式FGが提案された。第1図
のFGの構成を簡単に説明すると、内周を歯型に切った
固定子1とこの固定子1の内側に外周を歯型に切った回
転子2を設け、固定子1の歯1aと回転子2の歯2aは
同数で互いに向き合うよう構成され、更に固定子1から
回転子2に至るヨーク(第1図では固定子1と一体化さ
れている)の途中に磁石の断片3が置かれ、史にヨーク
の一部に巻線4が巻かれている。これらの固定子1と回
転子2は鉄などの軟磁性体材料で構成されておシ、回転
子2が回転する場合を考えると固定子1の歯1aと回転
子2の歯2aが向き合った時はこの磁気回路の磁気抵抗
が小さくなシ、磁石から出る磁束が流れやすくなる。又
歯と谷が向きあった時は逆に磁気抵抗が犬きくなシ、磁
束が流れにくくなる。その結果流れる磁束の量が交互に
変わシ、巻線4の両端に交流電圧が得られるようになっ
ている。このFC,は検出が全周積分型になっている為
、例えば第2図に示すような一点検出型の磁気式FGに
比して精度が良い。ここで第2図の一点検出型のFGの
構成を簡単に説明すると、5は歯車で、6はマグネット
、7は検出用磁気ヘッドである。歯車5が回転軸に取シ
付けられ、回転軸が回転すると歯車50山と谷が検出用
磁気へノド7の前面を交互に横切る為、この部分の磁気
回路の磁気抵抗が変化し、マグネット6からの磁束が変
化して検出ヘッド7には交流信号が得られる。しかしな
がら本方式は歯車5の偏心、歯車6の傾き、歯車6の加
工精度が直接検出誤差となる為、前述したように第1図
に示した全周積分型に比して高精度を得る事が非笛に困
難である。一方、全周積分型磁気式FCの欠点としては
高周波を得ようとする場合形状が大きくなる事である。
すなわち歯型全製造する場合モジュールの関係から歯数
Zが決まると必然的に、 D=(Z+2 )M D:歯車の直径 Z:歯数 M:″モジュールとなシ、
歯車の直径りが決定され、それ以上小さくする事が困難
である。又モジュールを小さくすると歯型が小さくなシ
、磁気抵抗の変化が小さくなって高出力が得られない。
従ってこれらの関係から歯車の形状を小さくするには限
界がある。又この全周積分型磁気FGii近の高密度記
録ビデオテープレコーダの直接駆動型のキャプスタンモ
ータの回転速度検出用として使用する場合、モータの回
転数が6orpm以下の超低速の為高出力を得られず、
騨が劣化し、検出誤差の原因となる。
又磁気式の場合モータ自身の発生する磁束全誘導してノ
イズの原因となシ、これも検出誤差となっ・て回転むら
を誘発する原因となる。更に磁気式の欠点として第1図
に示したような全周積分型FCの場合相対する歯車の磁
気吸引力によってモータに微少な振動を与える事である
本発明は斯かる欠点を解消し、小型で高出力。
高いが得られる全周積分型光学式FGを提供するもので
ある。本発明に基いて構成される実施例を第3図に示す
。8は平面光源、9は例えばモータの回転軸と一体の回
転軸、10はスリット1oa’zn個有するロータリー
エンコーダで、回転軸9に取シ付けられている。11は
ロータリーエンコーダ10のスリン)10&と同ピンチ
の光遮蔽部材111Lを有する光電変換素子で、一般に
セレン太陽電池(以下Se太陽電池と称す)又はアモル
ファスシリコン太陽電池(以下a−8i太陽電池と称す
)から構成されておシ、この光電変換素子11は固定6
b付けられている。第3図において平面光源8から出た
光82Lはロータリーエンコーダ、10のスリン)10
ai通じて光電変換素子11に投射されるが、ロータリ
ーエンコーダ1゜は回転軸9と共に回転する為、第4図
(a)に示すように光電変換素子11に平面光源からの
光が全周に投射される場合と同図(blに示すように投
射されない場合が交互に発生する。しだがって光電変換
素子11には交流信号が得られる。今回転軸9の回転速
度ffiM(回転/S)とすれば、P=n−輩(Hz) n:ロータリーエンコーダのスリット数で決定される周
波数Pが得られる。
以上のような構成にJj:l、全周積分型光学式FGが
実現出来る′。これによシ全周積分型である為、ロータ
リエンコーダ10の回転軸9への取シ付は時の偏心、傾
き、またスリットの幅精度についても一点検出型FC,
に比して許容出来る為モータ等の高精度々回転検出が可
能となる。又光学式である為モータの超低速回転時でも
高出力、高S/Nが得られ、更に磁気式FGに見られる
ような回転子と固定子の磁気吸引力による振動もないも
のである。又、本方式の大きな長所として形状の小形化
が可能になる事である。すなわち磁気式では歯車の機械
加工上で形状の限界があったもの力;光学式ではSs又
はa−3i太陽電池上に光遮蔽部材を80〜100μm
の精度で蒸着する事が可能である為、磁気式に比して約
半分の大きさにする事が可能である。(磁気式、光学式
で同一周波数が得られるFGを考えた場合) 又、太陽電池の周波数特性もSeで数kHz、a −8
iで数十kH2得られる事が確認されておシ、ビデオチ
ープレコータ゛やテープレコーダ等のモータの回転速度
検出には十分使用可能である。
次に、ロータリーエンコーダ10のスリット102Lの
幅Wsと光電変換素子11の光遮蔽部材11&の幅Wp
について説明すると、第4図(a)。
(blに示しだ関係から、Ws)Wp   の場合は)
光電変換素子11に完全に光が遮断される場合がない為
、光電変換素子11の出力に直流成分が重畳し、コント
ラストが悪くなる。従って少なくともWs≦Wp  の
関係を満足するようにws、wp2決定する必要がある
平面光源8の光が理想的な平行光の場合は、Ws = 
Wl)  で良いが一般的には散乱光である為、又反射
光が光電変換素子11に入射する事を考えるとWs(W
p  とする方が良い。
次に光電変換素子11iS6又はa −Si太陽電池で
構成する場合、電池の内部抵抗を下げる為に第6図に示
すように光遮蔽部材11 &’i連結部材11bで連結
し、太陽電池の電極の一端として構成するようにした方
が応答性が良くなシ、ノイズ誘導も少なくする事が出来
る。
次に本発明に基く別の実施例を第6図を用いて説明する
。第6図において9は回転軸、8は平面光源、1oはス
リン)10&in個有する口〜ター リーエンコ〜ダで
、回転軸9に取シっけられておシ、ここまでの構成は第
3図に示した実施例のものと同じである。次に第3図の
実施例と異なる点は回転軸9に取シ付けられたロータリ
ーエンコーダ10と同一のスリットピンチを有するロー
タリーエンコーダ12f:光遮蔽部材のない光電変換素
子13の前面に設ける事である。このようにすれば第3
図の光遮蔽部材11a’i有する光電変換素子11と同
様な効果が得られる。面この場合はロータリーエンコー
ダ1oのスリン)10aの幅wsとスリット10aの分
離部の幅No  (第4図すに図示)との関係は、Ws
=Woとなるようにしだものを使用する事が望ましい。
又前述の如く、ws≦Wpなる関係を保つためにはロー
タリーエンコーダ12ノスリツト12aの=wpsドロ
ータリーエンコーダ10のスリン)10aの幅Wsの関
係its≧Wpsとなるように決定すれば良い。尚この
時はロータリーエンコーダ10.12のスリット102
L、121Lのピッチは同じでスリットの幅のみ上記関
係を満たすようにする必要がある。
μ上の実施例で説明したように、本発明にょればロータ
リーエンコーダの回転軸への取シ付は時の偏心や傾き等
の影響をほとんど受けることなく高精度の回転検出が可
能となり、又光学式である為、超低速回転時でも高出力
、高いが得られるとともに、磁気式で生じるような振動
の発生もないもので、その効果は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の全周対向型磁気式周波数発電機を示す断
面斜視図、第2図は一点検出型磁気式周波数発電機の要
部上面図、第3図は本発明の一実である。 1・・・・・・固定子、1a・・・・・・固定子歯、2
・・・・・・回転子、2a・・・・・・回転子歯、3.
θ・・・・・・マグネット、4・・・・・・巻線、6・
・・・・・歯車、7・・・・・・検出用磁気ヘッド、8
・・・・・・平面光源、9・・・・・・回転軸、10.
12・・・°°°ロータリーエンコーダ、10a、12
+L・・・・・・スリット、11.13・・・・・・光
電変換素子、11a・・・・・・光遮蔽部材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)n個のスリットを有するロータリーエンコーダを
    回転軸に取シ付け、このロータリーエンコーダに対向す
    る一方側に前記全スリットに光が照射するよう光源を配
    するとともに他方側に光電変換素子を配し、かつ前記ロ
    ータリーエンコーダと光電変換素子の間にそのロータリ
    ーエンコーダのスリットと同ピツチのn個の光遮蔽部材
    を配した事を特徴とする光学式周波数発電機。 (閾 光遮蔽部材を光電変換素子と一体に設けた事を特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の光学式周波数発電
    機。 ((ロ) ロータリーエンコーダのスリット幅W$ と
    光遮蔽部材の幅Npの関係をWs≦Wp とした事を特
    徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の光学式
    周波数発電機。 (4光遮蔽部材全光電変換素子の電極の一端とするよう
    に構成した事を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    光学式周波数発電機。
JP3096882A 1982-02-26 1982-02-26 光学式周波数発電機 Pending JPS58147654A (ja)

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