JPS61167806A - 回転位置検出装置 - Google Patents

回転位置検出装置

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JPS61167806A
JPS61167806A JP864085A JP864085A JPS61167806A JP S61167806 A JPS61167806 A JP S61167806A JP 864085 A JP864085 A JP 864085A JP 864085 A JP864085 A JP 864085A JP S61167806 A JPS61167806 A JP S61167806A
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JP
Japan
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reflective
position detection
rotational position
detection device
plane
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Pending
Application number
JP864085A
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English (en)
Inventor
Hiromi Nakase
中瀬 弘巳
Koichi Yamada
耕一 山田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61167806A publication Critical patent/JPS61167806A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/36Forming the light into pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】 産業上の利用分野 本発明は光学式の位置検出装置に関するものである。
従来の技術 従来の位置検出装置としては、例えば第6図に示した摺
動子を用いた位置検出装置がある。1は導電性の接点を
有する固定平板で、摺動子2a。
2b、2aを有する回転子2が回転する。固定平板1上
には内周より第1の接点3、第2の接点4、第3の接点
5a、5b、5a、5d、5e、5fが配されており、
第3の接点5a、5b、5c。
5d、5e、5fはそれぞれ位置A 、 B 、 C、
D。
Σ、Fに対応した位置に配されておシ、かつ第3の接点
5a、5b、5a、5d、5e、5fは導電体で結合さ
れ接点6を構成している。第7図は第6図に示した位置
検出装置を用いて位置検出信号を得る回路を示す。摺動
子2aと接点6はスイッチ6aを構成し、摺動子2bと
接点4はスイッチ6bを構成し、摺動子2cと接点3は
スイッチ6Cを構成する。スイッチ6Cは回転子2の回
転位置にかかわらず閉じておシ、接点3は電圧V。Cで
ある。7インチ6a及びスイッチ6bは回転子2の回転
位置により閉じたり、開いたりするため、位置検出信号
DI、D2は第8図に示したようになる。位置検出信号
D1は回転子2か位置A 、 B。
C,D、E、Fのいずれかに位置した時にatghとな
り、その他の位置ではLowとなる。また位置検出信号
D2は回転子2が位置Bと位置Cの間の位置GでHtg
hからLowl’m切り換わり、位置GからA側でHi
gh 、位置GからF側でLowとなる。
この位置検出装置を用いて絶対位置A、B、C。
D、E、Fを検出する場合、第9図に示したよりな操作
を行なうことが必要となる。すなわち電源投入時等イニ
シャル時には回転子2の位置がどこにある小がわからな
いため、まず回転子2を位置Bに移動させる操作の手順
を示したのが第9図のフローチャートである。図中CC
W、CWとあるのはfa6図中に示した矢印CCV、矢
印CWの方向である。このようにして回転子2が位置B
に移動した後は、D1信号のHigh 、 Lowの回
数によって回転子2の位置を検出することができる。
発明が解決しようとする問題点 このように構成された位置検出装置においては、回転子
2の摺動子2a、2b、2aがそれぞれ第3の接点5.
g2の接点4.第1の接点3上を接触しながら回転する
ために、接点の摩耗が問題となり、かつ接点の凹凸によ
ってチャタリング等のノイズを発生するという問題を有
していた。
本発明はかかる点に鑑み、非接触でかつノイズを発生し
ない光学式の位置検出装置を提供することを目的とする
問題点を解決する走めの手段 本発明は複数の反射部材を同一平面上の同一円環上に配
し、前記反射部材を配した平面に対向するように1組の
光源と充電変換素子を配し、光源から発せられた光は反
射部材によって反射し、その反射光は前記光電変換素子
に照射される構造であって、前記複数個の反射部材の反
射面の高さをN通りに設定し、前記平面が回転すること
により前記光電変換素子に照射される光量に応じた少な
くともN通りのレベルの回転位置検出信号を出力する回
転位置検出装置である。
作   用 本発明は前記した構成により、光学式に位置検出を行な
うため、非接触でかつノイズのない位置検出信号が得ら
れ、長期間、安定した位置検出を行なうことができる。
実施例 第1図は第1の実施例における位置検出装置の構成図を
示す。第1図において、7は回転板で回転軸8に固定さ
れている。回転板7の表面13は無反射面で、表面13
上には第1の反射部材10a。
10b、100,10d、10@、10f及び第2の反
射部材11が配されている。第1の反射部材10a、1
0b、10a、10d、10e。
10f及び第2の反射部材11は回転板表面13゛上の
同一円環上に設けられ、その円環部に対向する位置には
フォトセンサ9が固定される。第1の反射部材10a、
10b、10a、10d、10e。
10f’はそれぞれ回転位置A、B、C,D、K。
Fに対応した位置に配されている。
第2図はフォトセンサ9の構造をaFjAするための図
である。第2図(a)に示すように7オトセンサ9は発
光ダイオード9a及びフォトトランジスタ9bよシ成シ
、その等価回路は第2図(5)に示した通りである。第
3図に7オトセンサ9を使って構成した反射部材を検出
するための回路とその動作を説明するための図を示す。
第3図(a)に、フォトセンサ9を使って構成した反射
部材の検出回路を示す。発光ダイオード9aには電流!
、を流し、発光ダイオード9aから発せられた光は第3
図中)に示すように、反射部材12によって反射され7
オドトランジスタ9bに照射される。第3図(a)の検
出回路において、フォトトランジスタ9aに照射される
光量に対応して電流■2が変化し、よって電流工、と抵
抗Rbによって決まる電圧v0の値が変化する。第3図
(C)は発光ダイオード9alC流れる電流値!、を一
定にして、7オトセンサ9と反射部材12との間隔dを
変化させた場合の検出電圧v0の変化を示す0ここで距
離d、で検出電圧V0が最大値vma!となり、距離d
2で検出電圧v0はvmax/2となる。
第4図(a) 、 (b) 、 (0) 、 (由は第
1図に示した位置検出装置を用いて位置検出を行なう際
の動作を説明するための図である。第4図0は装置を横
から見た図を示し、フォトセンサ9と第1の反射部材1
0a、10b、100,10d、10@、10fとの最
短距離はそれぞれdl、フォトセンサ9と第2の反射部
材11との最短距離はd2に設定されている。回転板7
が回転することに上り、第4図中)に示すように、回転
位置に対応して検出電圧v0が変化する。この検出電圧
v0を第4図(C)に示すような比較回路に入力するこ
とにより第4図(d)に示すような2ビツトの位置検出
信号D1.D2を得ることができる。すなわちDlは基
準電圧をvthl とするコンパレータ28の出力で、
D2は基準電圧をvth2とするコンパレータ29の出
力で、検出電圧v0が基準電圧よりも高ければコンパレ
ータの出力がHighとなり、検出電圧v0が基準電圧
よりも低ければ、コンパレータの出力がLowとなる。
こうして得られた位置検出信号D1゜D2をもとに位置
入、f3.C,D、E、Fを検出する場合、従来例で説
明したように、この検出装置では絶対位置を検出するこ
とができないので、まずイニシャルの位置Bを検出する
0検出の手順は第6図のフローチャートに示したとおり
である。
図中CWとあるのは第1図において矢印CW力方向回転
板7を回転することで、同様CCWとあるのは矢印CC
W方向に回転板7を回転することである。このようにし
て位置Bを検出した後、回転板70回転方向と位置検出
信号D1の)itgh−Lowの回数により、回転板7
の位置を検出することができる。
以上のように本実施例によれば光学式で位置検出を行な
うため非接触で検出を行なえる0まだノイズを発生しな
いので高精度の検出が可能である。
またセンサーが1つで絶対位置を検出できるので、装置
の小型化、薄形化が可能でかつ配線数の削減が図れる。
また回転板の表面が無反射であるため、反射部材の高さ
の設定が2通りであっても3通りの出力信号レベルを検
出できる。
第10図に本発明の′IfJ2の実施例における位置検
出装置の構成図を示す。第10図において、回転板14
上には第1の反射部材15a、15b。
15c、15*、15f、第2の反射部材16゜第3の
反射部材17が、同一円環上に配され、その円環部に対
向する位置にはフォトセンサ30が固定されている。第
1の反射部材15a、15b。
15a、15d、15s、151はそれぞれ回転位置A
、B、C,D、E、Fに対応した位置に配されている。
第11図は第10図に示した装置を横から見た図を示し
、フォトセンサ3oと第1の反射部材15a、15b、
160,16d、15@、15fとの最短距離はそれぞ
れdl、フォトセンサ3oと第2の反射部材16との最
短距離はd2.フォトセンサ30と第3の反射部材17
との最短距離はd3に設定されている0この装置を用い
て、第3図(a)に示す回路によシ回転検出信号v0を
得ると、第12図に示したようになる。この信号v0に
より、本発明の第1の実施例で説明したのと同様の処理
を行ない回転位置の検出を行なうことができる。
本実施例は回転板14の表面の状態がどんな状態であっ
ても有効であるという利点がある。
第13図に本発明の第3の実施例における位置検出装置
の構成図を示す。第1a図において、回転板18の表面
2oは反射板で成り、回転板表面20上には無反射部材
21が配され、かつ回転板表面2o及び無反射部材21
上には反射部材19a。
19b、19G、19d、19e、19fが配されてい
る。反射部材19a、19b、19c。
19d、19e、19f及び無反射部材21は回転板表
面2o上の同一円環上に配され、その円環部に対向する
位置にはフォトセンサ22が固定されている。反射部材
19a、19b、19a。
19d、19e、19fはそれぞれ回転位置A。
B、C,D、E、FK対応した位置に配されている。
第14図は第13図に示した装置を横から見た図を示し
、フォトセンサ22と反射部材19a。
19b、19c、19d、19e、19fとの最短距離
はそれぞれdl、フォトセンサ22と回転板表面20と
の最短距離はd2に設定されている。
この装置を用いて、第3図(a)に示す回路により回転
検出信号v0を得ると、第15図に示したようになる。
この信号v0によシ、本発明の7s1の実施例で説明し
たのと同様の処理を行ない回転位置の検出を行なうこと
ができる。
本実施例は反射部材の高さが1通りで3通りの検出信号
レベルが得られ、反射部材の数の削減ができる。
第16図に本発明の第4の実施例における位置検出装置
の構成図を示す。第16図において、回転板23は反射
表面24と無反射表面26を有し、反射表面24及び無
反射表面26上には反射部材26a 、26b 、26
a 、26d 、26e、26fが回転板23上の同一
円環上に配されており、その円環部に対向する位置には
フォトセン+#″27が固定されている。反射部材26
a、26b、26a。
26d 、26・、261はそれぞれ回転位置A。
B、C,D、E、Fに対応した位置に配されている。
第17図は第16図に示した装置を横から見た図を示し
、フォトセンサ27と反射部材26a。
26b 、26a 、26d、26a 、2afとの最
短距離はそれぞれdl、フォトセンサ27と反射表部2
4との最短距離はd2に設定されている。この装置を用
いて、第3図(a)に示す回路により回転検出信号v0
を得ると、第18図に示したようになる。この信号v0
により、本発明の第1の実施例で説明したのと同様の処
理を行ない回転位置の検出を行なうことができる。
本実施例では反射部材、無反射部材の数を少なくできる
という利点がある。
以上これらの実施例によれば、光学式で非接触で位置検
出を行なえるため、ノイズを発生せず安定した検出を行
なう事ができる。また装置の小型化、薄型化が可能でか
つ配線数の削減が図れる。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、非接触でかつノイ
ズを発生しない位置検出装置を提供することができ、そ
の実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における一実施例の位置検出装置の構成
図、第2図はフォトセンサの構成図及び等価回路図、第
3図はフォトセ/すの動作を説明するだめの補助図、!
ig4図は第1図に示した位置検出装置の動作を説明す
るだめの補助図、第5図は第1図に示した位置検出装置
を用いて位置を検出する際の動作を説明するための補助
図、第6図は従来の位置検出装置の構成図、第7図は第
6図に示した位置検出装置の等価回路図、第8図及び第
9図は第6図に示した位置検出装置の動作を説明するた
めの補助図、第10図は本発明における第2の実施例の
位置検出装置の構成図、第11図及び第12図は第10
図に示した位置検出装置の動作を説明するための補助図
、第13図は本発明における第3の実施例の位置検出装
置の構成図、第14図及び第16図は第13図に示した
位置検出装置の動作を説明するための補助図、第16図
は本発明の第4の実施例の位置検出装置の構成図、1・
・・・・・固定平板、2・・・・・・回転子、2a、2
b。 2C・・・・・・摺動子、3・・・・・・第1の接点、
4・・・・・・第2の接点、5a 、sb 、6a 、
sd 、6e 、B1−・・・第3の接点、7・・・・
・・回転板、e・・・・・・フォトセンサ、10a 、
10b 、10a 、10d 、10e 。 10f・・・・・・第1の反射部材、11・・・・・・
第2の反射部材、14・・・・・・回転板、15a、1
5b、15a。 1 sd 、 15e 、 15 f−山−第1の反射
部材、16・・・・・・第2の反射部材、17・・・・
・・第3の反射部材、18・・・・・・回転板、19a
、19b、19a、19d。 19e、19f−・・・・・反射部材、20・・・・・
回転板表面、21・・・・・・無反射部材、22・・・
・・・フートセンサ、23・・・・・・回転板、24・
・・・・反射表面、26・・・10.無反射表面、26
a 、26b 、26a 、26d 。 26@、261・・・・・・反射部材、27・・・・・
・フォトセンサ、28.29・・・・・・コンパレータ
、30・・・・・・フォトセンサ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名11
−″−−躬2の及財部困“ 130載昧如 第 2 図              17(L−−
一梵光タイオーr第3図 第4図 第5図 第7図 第8図 A8cTCDEF4XLL 第9図 第10図 第11図 第12図 a 第13図 第14図 第15図 V。 Al3CυFと 第16図 第18図 V。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも複数の反射部材を同一平面上の同一円
    環上に配し、前記反射部材を配した平面に対向するよう
    に1組の光源と光電変換素子を配し、前記光源から発せ
    られた光は前記反射部材によって反射し、この反射光は
    前記光電変換素子に照射される構造であって、前記複数
    個の反射部材の反射面の高さをN通り設定する手段を有
    し、前記平面が回転することにより前記光電変換素子に
    照射される光量に応じた少なくともN通りのレベルの回
    転位置検出信号を出力することを特徴とする回転位置検
    出装置。
  2. (2)複数の反射部材を配した平面の表面が反射面で成
    る特許請求の範囲第1項記載の回転位置検出装置。
  3. (3)複数の反射部材を配した平面の表面が反射面及び
    無反射面より成る特許請求の範囲第1項記載の回転位置
    検出装置。
  4. (4)複数の反射部材を配した平面の表面が無反射面で
    成る特許請求の範囲第1項記載の回転位置検出装置。
  5. (5)複数の反射部材を配した同一円環上に無反射部材
    を配した特許請求の範囲第1項または第2項記載の回転
    位置検出装置。
JP864085A 1985-01-21 1985-01-21 回転位置検出装置 Pending JPS61167806A (ja)

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