JPS59221667A - 光学式回転検出装置 - Google Patents
光学式回転検出装置Info
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- JPS59221667A JPS59221667A JP9710583A JP9710583A JPS59221667A JP S59221667 A JPS59221667 A JP S59221667A JP 9710583 A JP9710583 A JP 9710583A JP 9710583 A JP9710583 A JP 9710583A JP S59221667 A JPS59221667 A JP S59221667A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/486—Devices 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
- Optical Transform (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は小型で高精度な光学式回転検出装置に関するも
のである。
のである。
従来例の構成とその問題点
従来ＶＴＲ等のテープ走行速度及びテープ走行方向検出
機構として、第１図に示すような光学式回転検出装置が
提案されている。第１図に示す光学式回転検出装置の構
成を第２図に示す回路図を用いて説明する。回転軸１に
取り付けられた回転板２はｎ個のスリン）２ａを有する
０また回転板２のスリン）２ａを検出する１組の発光素
子と受光素子を組み込んだフォトインターンブタ３及び
４が固定して取り付けてあり、回転板２が回転する事に
よりフォトインターンブタ３及び４からは９００位相の
異なる２信号が出力されるようにフォトインターラプタ
３及び４の位置調整がなされている。第２図に示すよう
にフォトインターラプタ３から出力された回転検出信号
は、パルス波変換回路５によって波形整形された後、Ｄ
−ノリツブフロップ（以下Ｄ−ＦＦと称す）６のＤ入力
の入力信号となる。また同様にフォトインターラプタ４
から出力された回転検出信号は、パルス波変換回路７に
よって波形整形された後、Ｄｌ−ＦＦ６のＣ１ｏｃｋ入
力（以下、Ｃ入力と称す）の入力信号及び回転速度検出
信号８となる。Ｄ−ＦＦｅのＤ入力とＣ入力のパルス波
はそれぞれ位相が９００異なっており、Ｄ−ＦＦ６のＱ
出力を回転方向検出信号９として用いる。
機構として、第１図に示すような光学式回転検出装置が
提案されている。第１図に示す光学式回転検出装置の構
成を第２図に示す回路図を用いて説明する。回転軸１に
取り付けられた回転板２はｎ個のスリン）２ａを有する
０また回転板２のスリン）２ａを検出する１組の発光素
子と受光素子を組み込んだフォトインターンブタ３及び
４が固定して取り付けてあり、回転板２が回転する事に
よりフォトインターンブタ３及び４からは９００位相の
異なる２信号が出力されるようにフォトインターラプタ
３及び４の位置調整がなされている。第２図に示すよう
にフォトインターラプタ３から出力された回転検出信号
は、パルス波変換回路５によって波形整形された後、Ｄ
−ノリツブフロップ（以下Ｄ−ＦＦと称す）６のＤ入力
の入力信号となる。また同様にフォトインターラプタ４
から出力された回転検出信号は、パルス波変換回路７に
よって波形整形された後、Ｄｌ−ＦＦ６のＣ１ｏｃｋ入
力（以下、Ｃ入力と称す）の入力信号及び回転速度検出
信号８となる。Ｄ−ＦＦｅのＤ入力とＣ入力のパルス波
はそれぞれ位相が９００異なっており、Ｄ−ＦＦ６のＱ
出力を回転方向検出信号９として用いる。
第３図に、回転板２０回転方向の違いによる回転方向検
出信号９の電圧レベルの変化の様子を示す。まず時計方
向（以下、ＣＷと称す）に回転板２が回転している場合
を同図（ａ）に示す。Ｄ−ＦＦｅはＣ入力のパルス波の
立下りでＤ入力電圧を読み込み、その電圧レベルをＱ出
力に出力する。
出信号９の電圧レベルの変化の様子を示す。まず時計方
向（以下、ＣＷと称す）に回転板２が回転している場合
を同図（ａ）に示す。Ｄ−ＦＦｅはＣ入力のパルス波の
立下りでＤ入力電圧を読み込み、その電圧レベルをＱ出
力に出力する。
第３図（ａ）の場合、Ｃ人力にはＤ入力よりも９００位
相の遅れたパルス波が入力されるので、Ｃ人力のパルス
波の立下りではＤ入力電圧はローレベルとなり、Ｑ出力
の出力電圧はローレベルとなる。捷た反時計方向（以下
、ＣＣＷと略す）に回転板２が回転している場合を同図
（ｂ）に示す。この場合Ｃ入力にはＤ入力よりも９０’
位相の進んだパルス波が入力されるので、Ｃ人力のパル
ス波の立下りではＤ入力電圧はハイレベルとなり、Ｑ出
力の出力電圧はハイレベルとなる。なおここでいう３６
０゜とは第３図（−）に示すように回転検出信号の１周
期である。
相の遅れたパルス波が入力されるので、Ｃ人力のパルス
波の立下りではＤ入力電圧はローレベルとなり、Ｑ出力
の出力電圧はローレベルとなる。捷た反時計方向（以下
、ＣＣＷと略す）に回転板２が回転している場合を同図
（ｂ）に示す。この場合Ｃ入力にはＤ入力よりも９０’
位相の進んだパルス波が入力されるので、Ｃ人力のパル
ス波の立下りではＤ入力電圧はハイレベルとなり、Ｑ出
力の出力電圧はハイレベルとなる。なおここでいう３６
０゜とは第３図（−）に示すように回転検出信号の１周
期である。
以上述べたようにＤ−ＦＦ６のＱ出力すなわち回転方向
検出信号９の電圧レベルによって回転板２０回転方向を
検出する事が可能である。
検出信号９の電圧レベルによって回転板２０回転方向を
検出する事が可能である。
しかし本方式によって回転方向を検出するためには、Ｄ
−ＦＦ６のＤ入力信号及びＣ人力信号を９０°位相の異
なるｊ言号とする必要があるため、２つのフォトインタ
ーラプタ３及び４の位置調整精度が問題となり、回転板
２のスリット２ａの数が多くなるにつれ、フォトインタ
ーラプク３及び４の位置呵周整は非常に困難となる。
−ＦＦ６のＤ入力信号及びＣ人力信号を９０°位相の異
なるｊ言号とする必要があるため、２つのフォトインタ
ーラプタ３及び４の位置調整精度が問題となり、回転板
２のスリット２ａの数が多くなるにつれ、フォトインタ
ーラプク３及び４の位置呵周整は非常に困難となる。
丑だ回転速度検出はフォトインターラプタ４のみを使っ
た１点緬出型のだめ、回転板２の取９付は精度やスリッ
ト２ａの加工精度、あるいはフォトインターラプタ４の
収り付は精ＩＷが直接回転速度検出精度に影響するため
、高精度な回転速度検出信号８が得られにくいという欠
点があった。
た１点緬出型のだめ、回転板２の取９付は精度やスリッ
ト２ａの加工精度、あるいはフォトインターラプタ４の
収り付は精ＩＷが直接回転速度検出精度に影響するため
、高精度な回転速度検出信号８が得られにくいという欠
点があった。
発明の目的
本発明は斯かる欠点を解消し、位置調整の必要なしに高
精度な回転検出信号が得られる光学式回転検出装置の提
供を目的としている。
精度な回転検出信号が得られる光学式回転検出装置の提
供を目的としている。
発明の構成
本発明は、全周に渡りスリットピッチＰ１でｎ個（ｎは
正の整数）のスリットを第１の円環部に有する回転板を
回転軸に取り付け、回転板の面上に対向する一端に、回
転板の全スリットに光が照射するよう光源を配するとと
もに、回転板の対向する他端には平面状光電変換手段を
配し、平面状光電変換手段上の前記第１の円環に対応す
る円埠内に複数個の第２の円環を有し、この第２の各円
環部には全周あるいは略全周に渡って光電変換素子を各
円環部毎に位相をずらして配し、この各光電変換素子か
らは前記回転板の回転速度に比例しだ周波数の回転検出
信号を出力するように構成された光学式回転検出装置で
ある。
正の整数）のスリットを第１の円環部に有する回転板を
回転軸に取り付け、回転板の面上に対向する一端に、回
転板の全スリットに光が照射するよう光源を配するとと
もに、回転板の対向する他端には平面状光電変換手段を
配し、平面状光電変換手段上の前記第１の円環に対応す
る円埠内に複数個の第２の円環を有し、この第２の各円
環部には全周あるいは略全周に渡って光電変換素子を各
円環部毎に位相をずらして配し、この各光電変換素子か
らは前記回転板の回転速度に比例しだ周波数の回転検出
信号を出力するように構成された光学式回転検出装置で
ある。
実施例の説明
本発明の光学式回転検出装置の第１の実施例を第４図〜
第９図に基ついて説明する。
第９図に基ついて説明する。
第４図は本発明の第１の実施例による光学式回転検出装
置の概略構成図で、スリット１ｏを有する回転板１１が
回転軸１２に取り付けられ、回転Ｎ１１２とともに回転
する。回転板１１を挾むようにして平面光源１３と平面
状光電変換手段１４が固定して配される。第５図に回転
板１１の部分拡大図、第６図に平面状光電変換手段１４
の部分拡大図を示す。スリット１０はスリットピッチＰ
１で全周に渡って半径ｒ の円と半径ｒ２の円で囲まれ
だ第１の円環部に配置されたスリット片１０ａから成る
。また第１の光電変換素子７ｊｌｉ１６は半径ｒｌの円
と半径ｒ３の円で囲まれた第２の円環部にピッチＰ１
で配された第１０光電変換素子小片１５ａを電極Ａ１５
ａ’で結合して成り、第２の光電変換素子群１６は半゛
径ｒ の円と半径ｒ２の円で囲まれた第３の円環部にピ
ッチＰ１で配された第２の光電変換素子小片１６ａを電
極Ｂ１６ａ’で結合して成る。ここで半径ｒｒｒｒ
の関係はｒｌ〉１’２＋３ ツ ４ ｒ ３） ｒ ４ ＞ ｒ ２である。平面光源１３か
ら発ぜられた光１３ａはすべてのスリット片１０ａを通
過して第１の光電変換素子小片１５ａ、第２の光電変換
素子小片１６ａに照射される。第１の光電変換素子小片
１６ａ及び第２０光電変換素子小片１６ａは照射される
光量に比例しだ光起電流を発生し、それらの電流はそれ
ぞれ電４ｉ１ｉ！１Ａ１５ａ’・電１ｉｊＢ１６ａ’よ
り取り出される。第１の光電変換素子小片１５ａで発生
した光起電流は、第７図に示すように、演算増幅器Ａ１
及び抵抗Ｒ３からなる光起電流−電圧変換回路によって
電圧ｖａに変換される。同様に第２の光電変換素子小片
１６ａで発生した光起電流は、演算増幅器Ａ２及び抵抗
Ｒ４からなる光起電流−電圧変換回路によって電圧■ｂ
に変換される。
置の概略構成図で、スリット１ｏを有する回転板１１が
回転軸１２に取り付けられ、回転Ｎ１１２とともに回転
する。回転板１１を挾むようにして平面光源１３と平面
状光電変換手段１４が固定して配される。第５図に回転
板１１の部分拡大図、第６図に平面状光電変換手段１４
の部分拡大図を示す。スリット１０はスリットピッチＰ
１で全周に渡って半径ｒ の円と半径ｒ２の円で囲まれ
だ第１の円環部に配置されたスリット片１０ａから成る
。また第１の光電変換素子７ｊｌｉ１６は半径ｒｌの円
と半径ｒ３の円で囲まれた第２の円環部にピッチＰ１
で配された第１０光電変換素子小片１５ａを電極Ａ１５
ａ’で結合して成り、第２の光電変換素子群１６は半゛
径ｒ の円と半径ｒ２の円で囲まれた第３の円環部にピ
ッチＰ１で配された第２の光電変換素子小片１６ａを電
極Ｂ１６ａ’で結合して成る。ここで半径ｒｒｒｒ
の関係はｒｌ〉１’２＋３ ツ ４ ｒ ３） ｒ ４ ＞ ｒ ２である。平面光源１３か
ら発ぜられた光１３ａはすべてのスリット片１０ａを通
過して第１の光電変換素子小片１５ａ、第２の光電変換
素子小片１６ａに照射される。第１の光電変換素子小片
１６ａ及び第２０光電変換素子小片１６ａは照射される
光量に比例しだ光起電流を発生し、それらの電流はそれ
ぞれ電４ｉ１ｉ！１Ａ１５ａ’・電１ｉｊＢ１６ａ’よ
り取り出される。第１の光電変換素子小片１５ａで発生
した光起電流は、第７図に示すように、演算増幅器Ａ１
及び抵抗Ｒ３からなる光起電流−電圧変換回路によって
電圧ｖａに変換される。同様に第２の光電変換素子小片
１６ａで発生した光起電流は、演算増幅器Ａ２及び抵抗
Ｒ４からなる光起電流−電圧変換回路によって電圧■ｂ
に変換される。
第１の光電変換素子小片１５ａと第２の光電変換素子小
片１６ａは３／４Ｐ のピッチで円周方向にずれている
ため第８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ
）に示したように、回転板１１が矢印の方向へ回転して
いる場合、第２の光電変換素子小片１６ａに照射される
光は第１の光電変換素子小片１５ａに照射される光に対
してＰ１／４ピッチのずれがある。よって電圧■８・Ｖ
ｂは第９図に示したようにＶｂはｖ８に対して９０’遅
れた信号となる。ここでいう角度はｖａあるいはｖｂの
一周期を３６０°とした場合の値である。
片１６ａは３／４Ｐ のピッチで円周方向にずれている
ため第８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ） 、 （ｄ
）に示したように、回転板１１が矢印の方向へ回転して
いる場合、第２の光電変換素子小片１６ａに照射される
光は第１の光電変換素子小片１５ａに照射される光に対
してＰ１／４ピッチのずれがある。よって電圧■８・Ｖ
ｂは第９図に示したようにＶｂはｖ８に対して９０’遅
れた信号となる。ここでいう角度はｖａあるいはｖｂの
一周期を３６０°とした場合の値である。
こうして得られた回転検出信号Ｖ ａ’ Ｖ ｂを波形
整形し、回転方向検出信号および回転速度構出信号を実
現できる。
整形し、回転方向検出信号および回転速度構出信号を実
現できる。
本発明の光学式回転検出装置は、全周対向型であるため
、回転検出信号は全周に渡って積分された信号が得られ
、回転板の取り付は不良やスリットの幅むら等の機械的
精度不良が全周で積分されるため、回転板１１の取り付
は精度やスリット１０ａの加工精度の影響を受は雌いと
いう効果がある。
、回転検出信号は全周に渡って積分された信号が得られ
、回転板の取り付は不良やスリットの幅むら等の機械的
精度不良が全周で積分されるため、回転板１１の取り付
は精度やスリット１０ａの加工精度の影響を受は雌いと
いう効果がある。
また９００位相のずれた信号を得るために、平面状光電
変換手段の基板」−にパターンとして光電変換素子小片
を精度よく形成できるので、位置調整の必要がなく、し
かも高精度な回転検出信号が得られるという効果がある
。
変換手段の基板」−にパターンとして光電変換素子小片
を精度よく形成できるので、位置調整の必要がなく、し
かも高精度な回転検出信号が得られるという効果がある
。
次に本発明の第２の実施例を第１０図〜第１３図に基つ
いて説明する。
いて説明する。
本実施例は前記第６図に示した平面状光電変換手段１４
を第１０図に示す平面状光電変換手段１７に置き換えた
もので、回転検出装置の構成及び回転板１１の構造は前
記第１の実施例と同様である。
を第１０図に示す平面状光電変換手段１７に置き換えた
もので、回転検出装置の構成及び回転板１１の構造は前
記第１の実施例と同様である。
さて、平面状光電変換手段１７は、半径ｒ１の円と半径
ｒ３の円で囲まれた第２の円環部に、全周に渡ってピッ
チＰ１で配された第３の光電変換素子小片１８ａを電極
Ｃｌ８ａ’で結合して成る第３の光電変換素子群１８と
、第３の光電変換素子小片１８ａとＰｌりのピッチで分
離され全周に渡ってピッチＰ１で配された第４の光電変
換素子小片１９ａを電極Ｄ１９ａ’で結合して成る第４
の光電変換素子群１９と、半径ｒ４の円と半径ｒ２の円
で囲まれだ第３の円環部に、全周に渡ってピッチＰ１で
配された第５の光電変換素子小片２０ａを電極Ｅ ２０
ａ’で結合して成る第５の光電変換素子群２０と、第５
の光電変換素子小片２０ ａとＰ１／′２のピッチで分
離され全周に渡ってピッチＰ１で配された第６の光電変
換素子小片２１ａを電極Ｆ２１ａ′で結合して成る第６
の光電変換素子群２１を有している。ここで半径ｒ １
、 ｒ２ 、 ｒ３ 、 ｒ４の関係はｒｌ〉ｒ３〉
ｒ４〉ｒ２である。平面光源１３から発せられた光１３
ａはずべてのスＩＪ ７１−片１０ａを通過して第３の
光’、−５ｇ換素子小片１８ａ１第４の光電変換素子小
片１９ａ、第５の光電変換素子小片２０ａ１第６の光電
変換素子小片２１ａに照射される。第３の光電変換素子
小片１８ａ１第４の光電変換素子小片１９ａ、第５の光
電変換素子小片２０ ａおよび第６の光電変換素子小片
２１ａは照射される光量に比例した光起電流を発生し、
それらの電流はそれぞれ電極Ｃｌ８ａ’・電極Ｄ１９ａ
’・電極Ｅ２０ａ′・電極Ｆ ２１ ａ’より取り出さ
れる。第３の光電変換素子小片１８ａで発生した光起電
流は、第１１図に示すように、演算増幅器Ａ３及び抵抗
Ｒ５からなる光起電流−電圧変換回路によって電′圧■
。に変換される。第４の光電変換素子小片１９ａで発生
した光起電流は、演算増幅器Ａ 及び抵抗Ｒ６からなる
光起電流−電圧変挽回路によって電圧ｖｄに変換される
。第５の光電変換素子小片２０ ａで発生した光起電流
は、演算増幅器Ａ５及び抵抗Ｒ７からなる光起電流−電
圧変換回路によって電圧ｖ８に変換される。第６０光電
変換素子小片２１ａで発生した光起電流は、演算増幅器
へ。及びＲ８からなる光起電流−電圧変換回路によって
電圧Ｖ（に変換される。
ｒ３の円で囲まれた第２の円環部に、全周に渡ってピッ
チＰ１で配された第３の光電変換素子小片１８ａを電極
Ｃｌ８ａ’で結合して成る第３の光電変換素子群１８と
、第３の光電変換素子小片１８ａとＰｌりのピッチで分
離され全周に渡ってピッチＰ１で配された第４の光電変
換素子小片１９ａを電極Ｄ１９ａ’で結合して成る第４
の光電変換素子群１９と、半径ｒ４の円と半径ｒ２の円
で囲まれだ第３の円環部に、全周に渡ってピッチＰ１で
配された第５の光電変換素子小片２０ａを電極Ｅ ２０
ａ’で結合して成る第５の光電変換素子群２０と、第５
の光電変換素子小片２０ ａとＰ１／′２のピッチで分
離され全周に渡ってピッチＰ１で配された第６の光電変
換素子小片２１ａを電極Ｆ２１ａ′で結合して成る第６
の光電変換素子群２１を有している。ここで半径ｒ １
、 ｒ２ 、 ｒ３ 、 ｒ４の関係はｒｌ〉ｒ３〉
ｒ４〉ｒ２である。平面光源１３から発せられた光１３
ａはずべてのスＩＪ ７１−片１０ａを通過して第３の
光’、−５ｇ換素子小片１８ａ１第４の光電変換素子小
片１９ａ、第５の光電変換素子小片２０ａ１第６の光電
変換素子小片２１ａに照射される。第３の光電変換素子
小片１８ａ１第４の光電変換素子小片１９ａ、第５の光
電変換素子小片２０ ａおよび第６の光電変換素子小片
２１ａは照射される光量に比例した光起電流を発生し、
それらの電流はそれぞれ電極Ｃｌ８ａ’・電極Ｄ１９ａ
’・電極Ｅ２０ａ′・電極Ｆ ２１ ａ’より取り出さ
れる。第３の光電変換素子小片１８ａで発生した光起電
流は、第１１図に示すように、演算増幅器Ａ３及び抵抗
Ｒ５からなる光起電流−電圧変換回路によって電′圧■
。に変換される。第４の光電変換素子小片１９ａで発生
した光起電流は、演算増幅器Ａ 及び抵抗Ｒ６からなる
光起電流−電圧変挽回路によって電圧ｖｄに変換される
。第５の光電変換素子小片２０ ａで発生した光起電流
は、演算増幅器Ａ５及び抵抗Ｒ７からなる光起電流−電
圧変換回路によって電圧ｖ８に変換される。第６０光電
変換素子小片２１ａで発生した光起電流は、演算増幅器
へ。及びＲ８からなる光起電流−電圧変換回路によって
電圧Ｖ（に変換される。
第３の光電変換素子小片１８ａ、第５の光電変換素子小
片２０ ａ、第４の光電変換素子小片１９ａ、第６の光
電変換素子小片２１ａは順に円周方向にＰ１／４のピッ
チでずれて配されているため、第１２図（ａ）°、 （
ｂ） 、 （Ｃ） 、 （ｄ）に示すように、回転板１
１が矢印方向に回転している場合、第５の光電変換素子
小片２０ａに照射される光は第３の光電変換素子小片１
８ａに照射される光よりも９０’遅れる。また第４の光
電変換素子小片１９ａに照射される光は第６の光電変換
素子小片２０ａに照射される光よりも９００遅れる。ま
た第６の光電変換素子小片２１ａに照射される光は第４
の光電変換素子小片１９ａに照射される光よりも９０°
遅れる０よって電圧■。、Ｖｄ、Ｖｏ、Ｖｆは第１３図
に示したように、ｖｏと■、は逆相の交流信号となりか
つＶ。とｖｆも逆相の交流信号となり、Ｖ、はｖｃより
も９００位相の遅れだ信号となる。
片２０ ａ、第４の光電変換素子小片１９ａ、第６の光
電変換素子小片２１ａは順に円周方向にＰ１／４のピッ
チでずれて配されているため、第１２図（ａ）°、 （
ｂ） 、 （Ｃ） 、 （ｄ）に示すように、回転板１
１が矢印方向に回転している場合、第５の光電変換素子
小片２０ａに照射される光は第３の光電変換素子小片１
８ａに照射される光よりも９０’遅れる。また第４の光
電変換素子小片１９ａに照射される光は第６の光電変換
素子小片２０ａに照射される光よりも９００遅れる。ま
た第６の光電変換素子小片２１ａに照射される光は第４
の光電変換素子小片１９ａに照射される光よりも９０°
遅れる０よって電圧■。、Ｖｄ、Ｖｏ、Ｖｆは第１３図
に示したように、ｖｏと■、は逆相の交流信号となりか
つＶ。とｖｆも逆相の交流信号となり、Ｖ、はｖｃより
も９００位相の遅れだ信号となる。
ｖｃは直流成分ｖｃｏ、信号成分が”ｃｐ−ｐの信号で
あり、Ｖｄは直流成分ｖｄｏ、信号成分が”ｄｐ−ｐの
信号である０この電圧Ｖ。とＶｄを第１１図に示すよう
な、演算増幅器Ａ７．抵抗Ｒ９゜Ｒ１０１Ｒ９１Ｒ１０
（ただしＲ９：Ｒ１ｏ＝輻：Ｒ１み）で構成される利得
に０（Ｋｏ＝Ｒ１゜／Ｒ９）の差動増幅回路に加え両者
の差を取ることにより、第１３図に示すような直流成分
■Ｒ１ｏが相殺され、■Ｒ１ｏ＝ＫＯ（ｖＣＯ−■ｄｏ
） となり減少し、一方、信号成分ｖＲ１ｐ−ｐはｖＲｌ
ｐ−ｐ＝Ｋｏ （ｖｃｐ−ｐ＋ｖｄｐ−ｐ）となり増大
する出力信号ｖＲ１を得る。
あり、Ｖｄは直流成分ｖｄｏ、信号成分が”ｄｐ−ｐの
信号である０この電圧Ｖ。とＶｄを第１１図に示すよう
な、演算増幅器Ａ７．抵抗Ｒ９゜Ｒ１０１Ｒ９１Ｒ１０
（ただしＲ９：Ｒ１ｏ＝輻：Ｒ１み）で構成される利得
に０（Ｋｏ＝Ｒ１゜／Ｒ９）の差動増幅回路に加え両者
の差を取ることにより、第１３図に示すような直流成分
■Ｒ１ｏが相殺され、■Ｒ１ｏ＝ＫＯ（ｖＣＯ−■ｄｏ
） となり減少し、一方、信号成分ｖＲ１ｐ−ｐはｖＲｌ
ｐ−ｐ＝Ｋｏ （ｖｃｐ−ｐ＋ｖｄｐ−ｐ）となり増大
する出力信号ｖＲ１を得る。
同様に■８は直流成分Ｖ。。、信号成分がｖｅｐ−ｐの
信号であり、’ｖｆは直流成分ｖｆｏｙ信号成分がｖｆ
ｐ−ｐの信号である。この電圧■。とＶｆを第１１図に
示すような、演算増幅器Ａ８．抵抗Ｒ１１・Ｒ１゜・Ｒ
１１・Ｋ１躬ただしＲ１１：Ｒ１２＝Ｒ１（：Ｒ１２）
で構成される利得に１（Ｋ１−Ｒ１２／Ｒ１１）の差動
増幅回路に加え両者の差を取ることにより、第１３図に
示すような直流成分■Ｒ２ｏが相殺され、ｖＲ２０＝に
１（■ｅｏ−■ｆＯ） となり減少し、一方、信号成分ｖＲ２ｐ−ｐはｖＲ２ｐ
−ｐ １ ｅｐ−ｐ＋ｖｆｐ−ｐ）＝Ｘ （
Ｖ となり増大する出力信号ｖＲ２を得る０このようにして
本発明の第２の実施例でも第１の実施例と同様９０°の
位相差を有する回転検出信号■Ｒ１，ｖＲ２を得ること
ができる０本発明の第２の実施例の光学式回転検出装置
は前記の第１の実施例の光学式回転検出装置で得られる
効果に加えて次のような効果がある。
信号であり、’ｖｆは直流成分ｖｆｏｙ信号成分がｖｆ
ｐ−ｐの信号である。この電圧■。とＶｆを第１１図に
示すような、演算増幅器Ａ８．抵抗Ｒ１１・Ｒ１゜・Ｒ
１１・Ｋ１躬ただしＲ１１：Ｒ１２＝Ｒ１（：Ｒ１２）
で構成される利得に１（Ｋ１−Ｒ１２／Ｒ１１）の差動
増幅回路に加え両者の差を取ることにより、第１３図に
示すような直流成分■Ｒ２ｏが相殺され、ｖＲ２０＝に
１（■ｅｏ−■ｆＯ） となり減少し、一方、信号成分ｖＲ２ｐ−ｐはｖＲ２ｐ
−ｐ １ ｅｐ−ｐ＋ｖｆｐ−ｐ）＝Ｘ （
Ｖ となり増大する出力信号ｖＲ２を得る０このようにして
本発明の第２の実施例でも第１の実施例と同様９０°の
位相差を有する回転検出信号■Ｒ１，ｖＲ２を得ること
ができる０本発明の第２の実施例の光学式回転検出装置
は前記の第１の実施例の光学式回転検出装置で得られる
効果に加えて次のような効果がある。
出力信号■Ｒ１は電圧■。、Ｖｄに重畳した同相雑音が
両者の差をとることＫより相殺されて減少し且つ信号は
増大するため、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができる
。また■Ｒ２についても同様である。
両者の差をとることＫより相殺されて減少し且つ信号は
増大するため、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができる
。また■Ｒ２についても同様である。
次に本発明の第３の実施例を第１４図〜第１７図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
本実施例は前記第６図に示した平面状光電変換手段１４
を第１４図に示す平面状光電変換手段２２に置き換えた
もので、回転検出装置の構成及び回転板１１の構造は前
記第１の実施例および第２の実施例と同様である。
を第１４図に示す平面状光電変換手段２２に置き換えた
もので、回転検出装置の構成及び回転板１１の構造は前
記第１の実施例および第２の実施例と同様である。
本実施例による光学式回転検出装置は９０°位相の異な
る信号を出力しない点で前記第１の実施例および第２の
実施例の光学式回転検出装置と異なる。
る信号を出力しない点で前記第１の実施例および第２の
実施例の光学式回転検出装置と異なる。
さて、平面状光電変換手段２２は、半径ｒ１の円々半径
１３の円で囲まれた第２の円環部に、全周に渡ってピッ
チＰ１で配された第７の光電変換素子小片２３ａを電極
Ｇ２３ａ’で結合して成る第７の光電変換素子群２３を
有し、半径ｒ４の円と半径ｒ２の円で囲まれた第３の円
環部に、全周に渡ってピッチＰ１で配された第８０光電
変換素子小片２４ａを電極Ｈ２４ａ’で結合して成る第
８の光電変換素子群２４を有している０ここで半径ｒ１
゜ｒ ２ 、 ｒ ３． ｒ ４の関係はｒｌ ＞ ｒ
３ ） ｒ ４） ｒ ２である。
１３の円で囲まれた第２の円環部に、全周に渡ってピッ
チＰ１で配された第７の光電変換素子小片２３ａを電極
Ｇ２３ａ’で結合して成る第７の光電変換素子群２３を
有し、半径ｒ４の円と半径ｒ２の円で囲まれた第３の円
環部に、全周に渡ってピッチＰ１で配された第８０光電
変換素子小片２４ａを電極Ｈ２４ａ’で結合して成る第
８の光電変換素子群２４を有している０ここで半径ｒ１
゜ｒ ２ 、 ｒ ３． ｒ ４の関係はｒｌ ＞ ｒ
３ ） ｒ ４） ｒ ２である。
平面光源１３から発せられる光１３ａは回転板１１のす
べてのスリット片１０ ａを通過して第７の光電変換素
子小片２３ａ１第８の光電変換素子小片２４ａに照射さ
れる。第７０光電変換素子小片２３＆及び第８の光電変
換素子小片２４ａは照射される光量に比例した光起電流
を発生し、それらの光起電流はそれぞれ電極Ｇ ２３
ａ ’・電極Ｈ２４ａ ／より取り出される。第７の光
電変換素子小片２３ａで発生した光起電流は、第１５図
に示すように、演算増幅器Ａ９及び抵抗Ｒ１３からなる
光起電流−電圧変換回路によって電圧ｖ９に変換される
。第８の光電変換素子小片２４ａで発生した光起電流は
、演算増幅器Ａ１゜及び抵抗Ｒ１４からなる光起電流−
電圧変換回路によって電圧■ｈに変換される。
べてのスリット片１０ ａを通過して第７の光電変換素
子小片２３ａ１第８の光電変換素子小片２４ａに照射さ
れる。第７０光電変換素子小片２３＆及び第８の光電変
換素子小片２４ａは照射される光量に比例した光起電流
を発生し、それらの光起電流はそれぞれ電極Ｇ ２３
ａ ’・電極Ｈ２４ａ ／より取り出される。第７の光
電変換素子小片２３ａで発生した光起電流は、第１５図
に示すように、演算増幅器Ａ９及び抵抗Ｒ１３からなる
光起電流−電圧変換回路によって電圧ｖ９に変換される
。第８の光電変換素子小片２４ａで発生した光起電流は
、演算増幅器Ａ１゜及び抵抗Ｒ１４からなる光起電流−
電圧変換回路によって電圧■ｈに変換される。
正ころで、第１４図に示すように、第７′°の光電変換
素子小片２３ａは第８の光電変換素子小片２４ａと円周
方向にＰ１／２のピンチでずれて配されているため、第
１６図（ａ） ＋ （ｂ）Ｋ示ｆ Ｊ： ウＫ、回ｋｘ
＆ １１がスリットピッチＰ１回転する間に、平面光
源１３から発せられた光１３ａがスリン） １０ ａを
通過して第７の光電変換素子小片２３ａに照射され６、
第８の光電変換素子小片２４ａには照射されない場合〔
同図（ａ）〕と、逆に平面光源１３から発せられた光１
３ａがスリン） １０ ａを通過して第８の光電変換素
子小片２４ａに照射され、第７の光電変換素子小片２３
ａには照射されない場合〔同図（ｂ）〕がある。よって
回転検出信号■９とｖｈは第１７図に示すように互いに
逆相の信号となる。
素子小片２３ａは第８の光電変換素子小片２４ａと円周
方向にＰ１／２のピンチでずれて配されているため、第
１６図（ａ） ＋ （ｂ）Ｋ示ｆ Ｊ： ウＫ、回ｋｘ
＆ １１がスリットピッチＰ１回転する間に、平面光
源１３から発せられた光１３ａがスリン） １０ ａを
通過して第７の光電変換素子小片２３ａに照射され６、
第８の光電変換素子小片２４ａには照射されない場合〔
同図（ａ）〕と、逆に平面光源１３から発せられた光１
３ａがスリン） １０ ａを通過して第８の光電変換素
子小片２４ａに照射され、第７の光電変換素子小片２３
ａには照射されない場合〔同図（ｂ）〕がある。よって
回転検出信号■９とｖｈは第１７図に示すように互いに
逆相の信号となる。
■ は直流成分Ｖ 、信号成分がｖｃｒｐ−ｐの信ｑ
ｑＯ 号であり、ｖｈは直流成分Ｖｈｏ、信号成分がｖｈｐ−
ｐの信号である。この２信号ｖ９ とＶｈを第１５図に
示すような、演算増幅器Ａ１１．抵抗”１５．Ｒ１６１
Ｒ１二、Ｒ１二（ただし、Ｒ１５” Ｒ１６”Ｒ１ニ：
Ｒ１二）で構成される利得に２（Ｋ２＝Ｒ１６／Ｒ１５
）の差動増幅回路に加え両者の差を取ることにより、第
１７図に示すような直流成分ｖＲ３ｏが相殺されｖＲ３
０＝にる（ｖｑｏ−ｖｈｏ） となり減少し、−力信号成分ｖＲ３ｐ、、、ｐはｖＲ３
ｐ−ｐ＝に２ （■ｃｒｐ−ｐ＋ｖｈｐ−ｐ）となり増
大する出力信号ｖＲ３を得る。
ｑＯ 号であり、ｖｈは直流成分Ｖｈｏ、信号成分がｖｈｐ−
ｐの信号である。この２信号ｖ９ とＶｈを第１５図に
示すような、演算増幅器Ａ１１．抵抗”１５．Ｒ１６１
Ｒ１二、Ｒ１二（ただし、Ｒ１５” Ｒ１６”Ｒ１ニ：
Ｒ１二）で構成される利得に２（Ｋ２＝Ｒ１６／Ｒ１５
）の差動増幅回路に加え両者の差を取ることにより、第
１７図に示すような直流成分ｖＲ３ｏが相殺されｖＲ３
０＝にる（ｖｑｏ−ｖｈｏ） となり減少し、−力信号成分ｖＲ３ｐ、、、ｐはｖＲ３
ｐ−ｐ＝に２ （■ｃｒｐ−ｐ＋ｖｈｐ−ｐ）となり増
大する出力信号ｖＲ３を得る。
このようにして得られた回転速度検出信号■Ｒ３鵡記第
２の実施例で説明したｖＲｌ及び”Ｒ２と隋、電圧ｖｇ
、ｖｈに重畳した同相雑音が両者の差をとることにより
相殺されて減少し且つ信号は増大するだめＳ／Ｎ比の高
い信号を得ることができるという効果がある。
２の実施例で説明したｖＲｌ及び”Ｒ２と隋、電圧ｖｇ
、ｖｈに重畳した同相雑音が両者の差をとることにより
相殺されて減少し且つ信号は増大するだめＳ／Ｎ比の高
い信号を得ることができるという効果がある。
本発明において光起電効果を有する平面状光電変換手段
で実現するものとして、フォトダイオードと呼ばれる単
結晶シリコン光電変換素子、あるいはセＬ／７光を変換
素子、アモルファスシリコン光電変換素子（以下、ａ
−Ｓ ｉ光電変換素子と称す）等様々な光電変換素子が
考えられるが、本発明に用いる光電変換素子に要求され
る性質として、■ 大面積の光電変換素子が安価に提供
できる事０ ■ 微細加工が可能で、同一基板上に複数の独立した素
子を形成でき、又これらの素子の結合および分離が容易
に行える事。
で実現するものとして、フォトダイオードと呼ばれる単
結晶シリコン光電変換素子、あるいはセＬ／７光を変換
素子、アモルファスシリコン光電変換素子（以下、ａ
−Ｓ ｉ光電変換素子と称す）等様々な光電変換素子が
考えられるが、本発明に用いる光電変換素子に要求され
る性質として、■ 大面積の光電変換素子が安価に提供
できる事０ ■ 微細加工が可能で、同一基板上に複数の独立した素
子を形成でき、又これらの素子の結合および分離が容易
に行える事。
■ 高感度である事。
■ 応答性が速い事。
■ 素子のバラツキが小さい事。
等が挙げられる。
まず、前記単結晶シリコン光電変換素子であるが、これ
は上記■〜■の条件はほぼ満たし得るが、大面積化した
場合高価になる。
は上記■〜■の条件はほぼ満たし得るが、大面積化した
場合高価になる。
又、前記セレン光電変換素子やその他ＣｄＳ光電変換素
子等は、大面積でも低価格を実現し得るが、反面フォト
エツチング等による微細加工を行い難く、第１０図に示
した第３の光電変換素子小片１８ａと第４の光電変換素
子小片１９ａは例えば幅１００μｍ程度で分離帯の幅の
狭い部分で１０〜数１０μｍ程度とするとこれらの光電
変換素子では実現が難しい。又、セレン光電変換素子等
は後述するａ −Ｓ ｉ光電変換素子に比べ、感度も低
く応答性も１／１０程度悪く、かつ素子間のバラツキも
非常に大きいので、本発明の光電変換素子としては特殊
な場合を除き適切でない。
子等は、大面積でも低価格を実現し得るが、反面フォト
エツチング等による微細加工を行い難く、第１０図に示
した第３の光電変換素子小片１８ａと第４の光電変換素
子小片１９ａは例えば幅１００μｍ程度で分離帯の幅の
狭い部分で１０〜数１０μｍ程度とするとこれらの光電
変換素子では実現が難しい。又、セレン光電変換素子等
は後述するａ −Ｓ ｉ光電変換素子に比べ、感度も低
く応答性も１／１０程度悪く、かつ素子間のバラツキも
非常に大きいので、本発明の光電変換素子としては特殊
な場合を除き適切でない。
一方ａ−８ｔ光電変換素子は、大面積の薄形平面状光電
変換手段を安価に提供でき、後述する透明導電膜をフォ
トエツチング等によって除去することにより、独立した
光電変換素子小片を同一基板上に多数形成する微細加工
が可能なため、本発明における平面状光電変換手段を提
供し得る。又感度も高く、光源が発光ダイオードで構成
されるような微弱光であっても充分な出力信号を得る事
が可能であり、応答性も数１０匹程度寸で応答し得るた
め、本発明の要求する応答性も充分溝たし得るものであ
る。そして同一基板上に形成されるものはいうまでもな
く、異なる基板上に形成されたものについても素子間の
バラツキは小さくなり、量産性においても優れている。
変換手段を安価に提供でき、後述する透明導電膜をフォ
トエツチング等によって除去することにより、独立した
光電変換素子小片を同一基板上に多数形成する微細加工
が可能なため、本発明における平面状光電変換手段を提
供し得る。又感度も高く、光源が発光ダイオードで構成
されるような微弱光であっても充分な出力信号を得る事
が可能であり、応答性も数１０匹程度寸で応答し得るた
め、本発明の要求する応答性も充分溝たし得るものであ
る。そして同一基板上に形成されるものはいうまでもな
く、異なる基板上に形成されたものについても素子間の
バラツキは小さくなり、量産性においても優れている。
以上の説明から明らかなように、本発明の光学式回転検
出装置に適用する平面状光電変換手段としては、ａ −
Ｓ ｉ光電変換素子が最適である。
出装置に適用する平面状光電変換手段としては、ａ −
Ｓ ｉ光電変換素子が最適である。
第１８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ） 、 （ｄ）
は、本発明に適用し得るａ −Ｓ ｉ光電変換素子の一
例を示したもので、同図（ａ）は例えば第１４図に示す
平面状光電変換手段２２を形成する部分の破断拡大図で
ある。
は、本発明に適用し得るａ −Ｓ ｉ光電変換素子の一
例を示したもので、同図（ａ）は例えば第１４図に示す
平面状光電変換手段２２を形成する部分の破断拡大図で
ある。
又、同図（ｂ）は、平面状光電変換手段２２の平面図（
第１８図（ａ）の矢印入方向より見た図）、同図（Ｃ）
は同図（ｂ）に一点鎖線で示しだ線分○−Ｏ′で破断し
た場合の縦断面図を示す。
第１８図（ａ）の矢印入方向より見た図）、同図（Ｃ）
は同図（ｂ）に一点鎖線で示しだ線分○−Ｏ′で破断し
た場合の縦断面図を示す。
第１８図（ａ）においてステンレス基板等で作られ基台
を兼ねる下側電極２６上にＰｉＮ接合を有するａ −Ｓ
ｉ薄膜２６が形成されこのａ −Ｓ ｉ膜２６上に斜
線で示したインジウム・チン・オキサイドと呼ばれる透
明電極２７を付着している。
を兼ねる下側電極２６上にＰｉＮ接合を有するａ −Ｓ
ｉ薄膜２６が形成されこのａ −Ｓ ｉ膜２６上に斜
線で示したインジウム・チン・オキサイドと呼ばれる透
明電極２７を付着している。
このａ−３ｉ膜２６は第１８図（Ｃ）に示す様に、下側
電極２６とＩｒＯ２７の間にＰｉＮ接合を形成するが、
ＩｒＯ２７の付着した部分のみが光電変換特性を有し光
電変換素子として働く。付着していない部分は光電変換
素子としての作用を成さないばかりか、ａ−８ｔ膜２６
の有する抵抗が大であり且つ膜の厚さが数１０００人と
薄く且つ、”ＩＴＯの付着してない部分の幅を数μｍ〜
数十μｍ以上とした場合、膜の厚さより充分長いため、
横方向に対し犬き゛な抵抗値を有するだめ電気的な絶縁
体として働き、第１８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ
）に示すようにＩｒＯ２７を分離した島状に付着させた
場合、下側電極２５を共通電極とした独立した第７の光
電変換素子小片２３ａおよび第８の光電変換素子小片２
４ａを形成できる。
電極２６とＩｒＯ２７の間にＰｉＮ接合を形成するが、
ＩｒＯ２７の付着した部分のみが光電変換特性を有し光
電変換素子として働く。付着していない部分は光電変換
素子としての作用を成さないばかりか、ａ−８ｔ膜２６
の有する抵抗が大であり且つ膜の厚さが数１０００人と
薄く且つ、”ＩＴＯの付着してない部分の幅を数μｍ〜
数十μｍ以上とした場合、膜の厚さより充分長いため、
横方向に対し犬き゛な抵抗値を有するだめ電気的な絶縁
体として働き、第１８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （Ｃ
）に示すようにＩｒＯ２７を分離した島状に付着させた
場合、下側電極２５を共通電極とした独立した第７の光
電変換素子小片２３ａおよび第８の光電変換素子小片２
４ａを形成できる。
ＩｒＯ２７を分離した島状に付着させる方法として例え
ばａ−３ｔ薄膜２６の全面にＩｒＯ２了を塗布した後、
分離帯を形成したい部分の不必要なＩＴＯをフォトエツ
チングにより除去する事によって実現可能であり、これ
ら分離して形成したＩｒＯ２７の付着部分が独立した光
電変換素子として働くばかりでなく、第１８図（ａ）
、 （ｂ）あるいは第１４図に示す様に、これらをアル
ミニウム等により作られる電極Ｇ２３ａ’に結合するこ
とも可能であり、第１０図に示しだ様な微細加工を必要
とする平面状光電変換手段１７も容易に実現可能である
。
ばａ−３ｔ薄膜２６の全面にＩｒＯ２了を塗布した後、
分離帯を形成したい部分の不必要なＩＴＯをフォトエツ
チングにより除去する事によって実現可能であり、これ
ら分離して形成したＩｒＯ２７の付着部分が独立した光
電変換素子として働くばかりでなく、第１８図（ａ）
、 （ｂ）あるいは第１４図に示す様に、これらをアル
ミニウム等により作られる電極Ｇ２３ａ’に結合するこ
とも可能であり、第１０図に示しだ様な微細加工を必要
とする平面状光電変換手段１７も容易に実現可能である
。
尚、第１８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）に示した
様な平面状光電変換手段２２は、第１８図（ｄ）に示す
ように、下側電極２５がアノードの共通電極となり、電
極Ｇ２３ａ′および電極Ｈ２４ａ’が互いに分離された
カソード側電給となる。
様な平面状光電変換手段２２は、第１８図（ｄ）に示す
ように、下側電極２５がアノードの共通電極となり、電
極Ｇ２３ａ′および電極Ｈ２４ａ’が互いに分離された
カソード側電給となる。
又、以上説明した様なａ−３ｉ光電変換素子は通常５７
００人近傍にピーク波長感度を有するため、使用する光
源も５７００人近傍の発光波長を有する光源を用いる方
が好ましい。５７００人近傍の発光波長を有する光源と
しては、例えばオレンジ色の発光ダイオード責発光波長
路６３００層又は緑色の発光ダイオード（発光波長路５
６５０人）等の可視光の発光ダイオードにより実現でき
る。
００人近傍にピーク波長感度を有するため、使用する光
源も５７００人近傍の発光波長を有する光源を用いる方
が好ましい。５７００人近傍の発光波長を有する光源と
しては、例えばオレンジ色の発光ダイオード責発光波長
路６３００層又は緑色の発光ダイオード（発光波長路５
６５０人）等の可視光の発光ダイオードにより実現でき
る。
さて、以上、本発明による光学式回転検出装置の３つの
実施例について述べたが、本発明は前記平面状光電変換
手段上に、１回転に１周期の電圧変化を示す絶対位相検
出用の信号を得るための光電変換素子を設け、それに対
応する回転板の円環部にスリットを設けて、回転速度検
出信号のみならず絶対回転位相をも検出することができ
る。
実施例について述べたが、本発明は前記平面状光電変換
手段上に、１回転に１周期の電圧変化を示す絶対位相検
出用の信号を得るための光電変換素子を設け、それに対
応する回転板の円環部にスリットを設けて、回転速度検
出信号のみならず絶対回転位相をも検出することができ
る。
また本発明による光学式回転検出装置を直流ブラシレス
モータの回転速度検出に用いる場合、ロータ回転位置検
出素子として、従来の磁気式のものに代わって、前記平
面光電変換手段上にロータ回転位置検出用の光電変換素
子群を設け、それに対応する回転板の円環部にスリット
を設けて、回転速度検出信号のみならず、ロータ回転位
置検出信号を得ることもできる。
モータの回転速度検出に用いる場合、ロータ回転位置検
出素子として、従来の磁気式のものに代わって、前記平
面光電変換手段上にロータ回転位置検出用の光電変換素
子群を設け、それに対応する回転板の円環部にスリット
を設けて、回転速度検出信号のみならず、ロータ回転位
置検出信号を得ることもできる。
また、第１８図（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）に示し
た構造の平面状光電変換手段２２は、同図（ｄ）に示し
たような等価回路となり、第７の光電変換素子小片２３
ａと第８の光電変換素子小片２４ａは共通のアノード側
電極２５を有するだめ、差動構成にするためには第１５
図に示すように演算増幅器が３個と抵抗が６個で構成さ
れる回路が必要となるｏしかし第１９図（ａ）に示すよ
うに、ステンレス基板等の基台２８上に全面に渡って絶
縁膜２９を形成し、該絶縁膜２９上に第１のアノード側
電極３０ａ、ａ−３ｉ膜ｓｏｂ 、ＩＴＯ３０ｃ 、カ
ソード側電極ｓｏｄで構成される第９の光電変換素子３
０及び第２のアノード側電極３１ａ、ａ−３ｉ膜３１ｂ
、ＩＴＯ３１Ｃ，カソード側電極３１ｄで構成される第
１０の光電変換素子３１を形成する。第１のアノード側
電極３０ａと第２のアノード側電極３１ａはそれぞれ電
気的に独立しており、第９の光電変換素子３０及び第１
０の光電変換素子３１の等価回路は第１９図（ｂ）に示
すようになる０このような平面状光電変換手段３２を第
３の実施例で用いた平面状光電変換手段２２と置き換え
た光学式回転検出装置を実現すると、回転板１１が回転
すると、第９の光電変換素子３０と第１ｏの光電変換素
子３１からは互いに逆相の回転検出信号が得られ、第１
９図（Ｃ）に示すような、演算増幅器Ａ１２ 、抵抗Ｒ
１□で構成される光起電流−電圧変換回路によって、第
１６図に示した検出信号発生回路と同様の働きをし、非
常に簡単な回路で差動構成が実現できる。
た構造の平面状光電変換手段２２は、同図（ｄ）に示し
たような等価回路となり、第７の光電変換素子小片２３
ａと第８の光電変換素子小片２４ａは共通のアノード側
電極２５を有するだめ、差動構成にするためには第１５
図に示すように演算増幅器が３個と抵抗が６個で構成さ
れる回路が必要となるｏしかし第１９図（ａ）に示すよ
うに、ステンレス基板等の基台２８上に全面に渡って絶
縁膜２９を形成し、該絶縁膜２９上に第１のアノード側
電極３０ａ、ａ−３ｉ膜ｓｏｂ 、ＩＴＯ３０ｃ 、カ
ソード側電極ｓｏｄで構成される第９の光電変換素子３
０及び第２のアノード側電極３１ａ、ａ−３ｉ膜３１ｂ
、ＩＴＯ３１Ｃ，カソード側電極３１ｄで構成される第
１０の光電変換素子３１を形成する。第１のアノード側
電極３０ａと第２のアノード側電極３１ａはそれぞれ電
気的に独立しており、第９の光電変換素子３０及び第１
０の光電変換素子３１の等価回路は第１９図（ｂ）に示
すようになる０このような平面状光電変換手段３２を第
３の実施例で用いた平面状光電変換手段２２と置き換え
た光学式回転検出装置を実現すると、回転板１１が回転
すると、第９の光電変換素子３０と第１ｏの光電変換素
子３１からは互いに逆相の回転検出信号が得られ、第１
９図（Ｃ）に示すような、演算増幅器Ａ１２ 、抵抗Ｒ
１□で構成される光起電流−電圧変換回路によって、第
１６図に示した検出信号発生回路と同様の働きをし、非
常に簡単な回路で差動構成が実現できる。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、下記のような効果が
得られる。
得られる。
■ 回転情報検出を行なう光電変換素子小片が全周ある
いは略全周に渡って形成されるため、全周に渡って積分
された信号が得られ、回転板の取り付は不良やスリット
の幅むら等の機械的精度不良が全周で積分されるため、
回転検出精度が加工や組み立ての影響を受は難い光学式
回転検出装置を提供できる。
いは略全周に渡って形成されるため、全周に渡って積分
された信号が得られ、回転板の取り付は不良やスリット
の幅むら等の機械的精度不良が全周で積分されるため、
回転検出精度が加工や組み立ての影響を受は難い光学式
回転検出装置を提供できる。
■ 複数個の出力信号の位相差は平面状光電変換手段上
に形成された光電変換素子小片の配置によって決捷り、
かつそれらの光電変換素子小片はフォトエツチング等に
よシ高精度に位置決めされているため、従来のフォトイ
ンターラプタの位相差を有する回転検出信号を得る事が
できる０ ■ 回転速度検出信号だけでなく、ロータ位置検出信号
あるいは回転板の１回転につき１周期の絶対回転位相検
出信号を、回転板のスリット及び平面状光電変換手段上
の光電変換素子をあらたに設ける事により簡単に実現で
き、装置の小型・軽量はそこなわれる事はない。
に形成された光電変換素子小片の配置によって決捷り、
かつそれらの光電変換素子小片はフォトエツチング等に
よシ高精度に位置決めされているため、従来のフォトイ
ンターラプタの位相差を有する回転検出信号を得る事が
できる０ ■ 回転速度検出信号だけでなく、ロータ位置検出信号
あるいは回転板の１回転につき１周期の絶対回転位相検
出信号を、回転板のスリット及び平面状光電変換手段上
の光電変換素子をあらたに設ける事により簡単に実現で
き、装置の小型・軽量はそこなわれる事はない。
第１図は従来のフォトインターラプタを用いた回転検出
装置の斜視図、第２図は第１図に示した回転検出装置を
用いて回転方向検出信号及び回転速度検出信号を得るだ
めの回路の一例を示す回路図、第３図（ａ） 、 （ｂ
）は第２図の回路を説明するだめの波形図、第４図は本
発明の第１の実・施例における光学式回転検出装置の概
略構成図、第６図は同光学式回転検出装置の回転板の部
分拡大図、第６図は同光学式回転検出装置の平面状光電
変換手段の部分拡大図、第７図は同光学式回転検出装置
の回転検出信号発生回路の回路図、第８図（ａ）〜（ｄ
）は同光学式回転検出装置の動作説明図、第９図は同光
学式回転検出装置の動作を示す波形図、第１０図は本発
明の第２の実施例である光学式回転検出装置の平面状光
電変換手段の部分拡大図、第１１図は同光学式回転検出
装置の回転検出信号発生回路の回路図、第１２図（ａ）
〜（ｄ）は同光学式回転検出装置の動作説廚図、第１３
図は同光学式回転検出装置の動作を示す波形図、第１４
図は本発明の第３の実施例である光学式回転検出装置の
平面状光電変換手段の部分拡大図、第１５図は同光学式
回す波形図、第１８図（ａ）、申） 、 （Ｃ） 、
（ｄ）はそれぞれ本発明の平面状光電変換手段の一実施
例を示す斜視図、平面図、縦断面図及び等価回路図、第
１９ν１（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の平面状
光電変換手段の他の実施例を示す斜視図２等価回路図、
第１９図（Ｃ）は同平面状光電変換手段を用いた回転検
出信号発生回路の回路図である。 １０・・・・・・スリット、１１・・・・・・回転板、
１２・・・・・・回転軸、１３・・・・・・平面光源、
１４・・・・・・平面状光電変換手段、１６・・・・・
・第１０光電変換素子群、１６・・・・・・第２の光電
変換素子群、１７・・・・・・平向状光電変換手段、１
８・・・・・・第３の光電変換素子群、１９・・・・・
・第４の光電変換素子群、２０・・・・・・第６の光電
変換素子群、２１・・・・・・第６の光電変換素子群、
２２・・・・・・平面状光電変換手段、２３・・・・・
・第７の光電変換素子群、２４・・・・・・第８の光電
変換素子群。 第１図 第３図 一一一一一−−−−−−−−−−−−−＝−−−−一一
−−−−−一−−−リｒ第４図 第 ５ 図 第７図 第 ８ 図 ｌ 第９図 第１０図 ｑ 第１２図 第１３ ｌ゛ｇ青 ＹＦｕｎ”ｒｙ＋（”１ｅｅｒ−Ｖ−ｆｏ）−に６ＬＶ
ｅｐ−ｐ＋Ｙｉ／’−１’ノ苧、ｌ ／Ｉｒ畠 ご３ ？４ 第 １６１ツ」 （（１） （ｂ）第
１７図 ■シ＝に２（■０−ηり） 部１８図 。良） ハ Ｃ７）） ２４ａ。 第１８図 （Ｑ） ０ Ｃｄ、ノ
装置の斜視図、第２図は第１図に示した回転検出装置を
用いて回転方向検出信号及び回転速度検出信号を得るだ
めの回路の一例を示す回路図、第３図（ａ） 、 （ｂ
）は第２図の回路を説明するだめの波形図、第４図は本
発明の第１の実・施例における光学式回転検出装置の概
略構成図、第６図は同光学式回転検出装置の回転板の部
分拡大図、第６図は同光学式回転検出装置の平面状光電
変換手段の部分拡大図、第７図は同光学式回転検出装置
の回転検出信号発生回路の回路図、第８図（ａ）〜（ｄ
）は同光学式回転検出装置の動作説明図、第９図は同光
学式回転検出装置の動作を示す波形図、第１０図は本発
明の第２の実施例である光学式回転検出装置の平面状光
電変換手段の部分拡大図、第１１図は同光学式回転検出
装置の回転検出信号発生回路の回路図、第１２図（ａ）
〜（ｄ）は同光学式回転検出装置の動作説廚図、第１３
図は同光学式回転検出装置の動作を示す波形図、第１４
図は本発明の第３の実施例である光学式回転検出装置の
平面状光電変換手段の部分拡大図、第１５図は同光学式
回す波形図、第１８図（ａ）、申） 、 （Ｃ） 、
（ｄ）はそれぞれ本発明の平面状光電変換手段の一実施
例を示す斜視図、平面図、縦断面図及び等価回路図、第
１９ν１（ａ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の平面状
光電変換手段の他の実施例を示す斜視図２等価回路図、
第１９図（Ｃ）は同平面状光電変換手段を用いた回転検
出信号発生回路の回路図である。 １０・・・・・・スリット、１１・・・・・・回転板、
１２・・・・・・回転軸、１３・・・・・・平面光源、
１４・・・・・・平面状光電変換手段、１６・・・・・
・第１０光電変換素子群、１６・・・・・・第２の光電
変換素子群、１７・・・・・・平向状光電変換手段、１
８・・・・・・第３の光電変換素子群、１９・・・・・
・第４の光電変換素子群、２０・・・・・・第６の光電
変換素子群、２１・・・・・・第６の光電変換素子群、
２２・・・・・・平面状光電変換手段、２３・・・・・
・第７の光電変換素子群、２４・・・・・・第８の光電
変換素子群。 第１図 第３図 一一一一一−−−−−−−−−−−−−＝−−−−一一
−−−−−一−−−リｒ第４図 第 ５ 図 第７図 第 ８ 図 ｌ 第９図 第１０図 ｑ 第１２図 第１３ ｌ゛ｇ青 ＹＦｕｎ”ｒｙ＋（”１ｅｅｒ−Ｖ−ｆｏ）−に６ＬＶ
ｅｐ−ｐ＋Ｙｉ／’−１’ノ苧、ｌ ／Ｉｒ畠 ご３ ？４ 第 １６１ツ」 （（１） （ｂ）第
１７図 ■シ＝に２（■０−ηり） 部１８図 。良） ハ Ｃ７）） ２４ａ。 第１８図 （Ｑ） ０ Ｃｄ、ノ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）全周に渡りスリットピッチＰ１でｎ個（ｎは正の
整数）のスリットを第１の円環部に有する回転板を回転
軸に取り付け、前記回転板の面上に対向する一端に前記
回転板の全スリットに光が照射するよう光源を配すると
ともに、前記回転板の対向する他端には平面状光電変換
手段を配し、前記平面状光電変換手段上の前記第１の円
環に対応する円環内に複数個の第２の円環を有し、前記
第２の各円環部には全周あるいは略全周に渡って光電変
換素子を各内環部毎に位相をずらして配し、前記各光電
変換素子からは前記回転板の回転速度に比例した周波数
の回転検出信号が出力される事を特徴とした光学式回転
検出装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の光学式回転検出装置
において、平面状光電変換手段としてＰＩＮ接合を形成
するアモルファスシリコン光電変換素子を使用する事を
特徴とした光学式回転検出装置。 （３）特許請求の範囲第２項記載の光学式回転検出装置
において、光源として５７００Ａ近傍の発光波長を有す
る光源を使用する事を特徴とした光学式回転検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9710583A JPS59221667A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光学式回転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9710583A JPS59221667A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光学式回転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59221667A true JPS59221667A (ja) | 1984-12-13 |
Family
ID=14183322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9710583A Pending JPS59221667A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光学式回転検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59221667A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01120155U (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-15 | ||
| JPH02140413U (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-26 | ||
| WO1991003711A1 (en) * | 1989-09-05 | 1991-03-21 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
| JPH03103717A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-04-30 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | オプティカルエンコーダ |
| JP2009515176A (ja) * | 2005-11-04 | 2009-04-09 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 光エレクトロニクス角度計測装置 |
| CN103256948A (zh) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | 株式会社三丰 | 光电编码器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4914177A (ja) * | 1972-05-16 | 1974-02-07 | ||
| JPS55119013A (en) * | 1979-03-07 | 1980-09-12 | Seikosha Co Ltd | Photoelectric converter |
| JPS57108621A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Photoelectric length measure |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP9710583A patent/JPS59221667A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4914177A (ja) * | 1972-05-16 | 1974-02-07 | ||
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| JPS57108621A (en) * | 1980-12-26 | 1982-07-06 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Photoelectric length measure |
Cited By (10)
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| JPH02140413U (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-26 | ||
| WO1991003711A1 (en) * | 1989-09-05 | 1991-03-21 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder |
| GB2243684A (en) * | 1989-09-05 | 1991-11-06 | Mitutoyo Corp | Photoelectric encoder |
| GB2243684B (en) * | 1989-09-05 | 1993-07-07 | Mitutoyo Corp | Photoelectric encoder |
| JPH03103717A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-04-30 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | オプティカルエンコーダ |
| JP2009515176A (ja) * | 2005-11-04 | 2009-04-09 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 光エレクトロニクス角度計測装置 |
| CN103256948A (zh) * | 2012-02-15 | 2013-08-21 | 株式会社三丰 | 光电编码器 |
| JP2013167536A (ja) * | 2012-02-15 | 2013-08-29 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
| US9719811B2 (en) | 2012-02-15 | 2017-08-01 | Mitutoyo Corporation | Photoelectric encoder including light-receiving element and light-blocking layer that forms light-blocking portion and light-transmitting portion on light-receiving element |
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