JPS6120817A - 回転数検出装置 - Google Patents

回転数検出装置

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JPS6120817A
JPS6120817A JP14171184A JP14171184A JPS6120817A JP S6120817 A JPS6120817 A JP S6120817A JP 14171184 A JP14171184 A JP 14171184A JP 14171184 A JP14171184 A JP 14171184A JP S6120817 A JPS6120817 A JP S6120817A
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JP
Japan
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light
parts
central angle
plate
detecting
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Pending
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JP14171184A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirobumi Fujisawa
藤沢 博文
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS6120817A publication Critical patent/JPS6120817A/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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は電動機のような回転体の軸に直結した回転板を
備え、回転板の一方に配置された光が回転板の光透過部
分を通って入射する、例えば太陽電池を用いた光検出部
に発生する光起電力により回転体の回転角度9回転位置
1回転数2回転方向などを検出する回転数検出装置に関
する。
【従来技術とその問題点】
上述のような回転数検出装置において、光検出部の出力
電流を大−きくするために軸を中心とする二つの想定円
筒と光検出板と交わってなす円上にそれぞれ分散配置さ
れた2組の光検出部を各組毎に並列接続したものが既に
出願されている。(特願昭58−156032号)、第
4図(al、 (bl、 (0)はその特許出願明細書
に示された実施例で、第4図+8)は一部を断面として
示した側面図である。電動機1は、回転角度が検出され
る対象で、軸2には回転板3が連結されている。回転板
3の下方には、回転板3の光透過部4からの透過光を受
けるための光検出部51.52を回転板3の側に向けて
形成した光検出板6が配置されている。光源7は、発光
ダイオードなどの発光素子711反射鏡72.光拡散板
73を用いて回転板3の上面を一様に照射できるように
構成されている。第4図伽)は回転板3.第4図(Q)
は光検出板6をそれぞれ上から見た平面図であ□る。 回転板3の光透過部4と光検出板6の外側の光検出部5
1および内側の光検出部52は、互いに同数が軸2を中
心軸とする二つの想定円筒と回転板3および光検出板6
とがそれぞれ交わってなす円の周上にそ札ぞれ等間隔で
半径方向に横切るように全周にわたって設けられる。光
検出部51及び52は互いに分離した状態でそれぞれ・
同心円上に円周方向にずらして形成する。従って回転板
3が矢印Aの方向に回転すると、光検出部4を通過した
光は検出部52を照、射し始めてから後検出部51を照
射しはじめ、検出部52を照射し終えた後検出部51を
照射し終わり、次いで次の検出部52を照射しはじめて
同じ経過を繰り返す。すなわち、回転板3の回転につれ
、光通過部4は光検出部51または52の1ピツチごと
に常にその全数が同時に光検出部51または52に正対
向し、光検出部51または52から光起電力を発生させ
ることになる。正対向からのずれに応じて光起電力は減
少していき、光検出部51または52の1ピンチで1周
期の光起電力となる。光検出部51および52はそれぞ
れ導体53および54によって並列接続されており、光
検出部51.52はそれぞれが同時に光透過部4を透過
する光源7からの光を受けるので、端子55.56と基
板端子57とから得られる出力電流は常にこれらの合計
となる。この出力電流の一方から回転角度1回転数を検
出できると同時に両出力電流間に位相のずれがあること
を利用して回転方向も検出することができる。 しかし、この構造では光源7は両光検出部51゜52の
双方を照射しなければならず、広い幅の光を発する必要
があること、また光透過部4の長さも長くなり、例えば
スリットとして形成するときには寸法精度の確保が困難
になる。
【発明の目的】
本発明は、上述のように軸のまわりに回転可能な回転板
に設けられた光透過部を介して照射される光により、同
一検出板上に設けられてそれぞれ並列接続された2組の
光検出部に位相のずれた光起電力が生ずる回転数検出装
置をさらに改良してより製造の容易な構造とすることを
目的とする。
【発明の要点】
本発明による回転数検出装置は、複数の光透過部を設け
た、軸のまわりに回転可能な回転板と、その回転板に平
行に対向し、その対向する側に2組のそれぞれ並列接続
された光検出部を設けた光検出板と、前記回転板の反光
検出板側に配置された光源とを備えており、隣接する光
透過部同志は前記の軸を中心軸とする想定円筒と回転板
とが交わってなす円を等しい中心角をなして横切り、光
検出部はすべてその想定円筒と光検出板とが交わってな
す円を横切り、一つの組に属して隣接する光検出部同志
はそれぞれ光透過部のなす前記中心角の2以上の整数倍
の中心角をなすが、一つの組に属する光検出部と他の組
に属する光検出部は相互に前記中心角の半分の整数倍に
等しくない中心角をなし、光源は一つの組の光検出部の
うちの二つ以上に対応する光透過部を同時に照射でき、
光通過部の同時透過数と各組の光検出部の全数の少なく
とも一方が全周にわたって存在することによって上記の
目的が達成される。一つの組のに属する光検出部と他の
組に属する光検出部とのなす中心角は、隣接する光透過
部同志のなす中心角の半分の整数倍にその4分の1を加
えるかあるいは減じた角度の前後であることが望ましい
。光検出部としては薄膜シリコン太陽電池を用いるのが
有効である。
【発明の実施例】
第1図(a)、 (bl、 (01は本発明の一実施例
を示し、第4図と同様にTalは一部を断面で示した側
面図。 山)は回転板、c句は光検出板をそれぞれ上から見た平
面図であり、第4図と共通の部分には同一の符号が付さ
れている。光源7は、発光ダイオードなどの発光素子7
11反射光72.光拡散板73を用いて回転板3の全周
にわたって一様に照射できる。電動機1の軸2に連結さ
れた回転板(エンコーダ)には多数の光透過部4が等し
い中心角θをなして隣接するように設けられている。図
では光透過部4の数は36個、従ってθ−10″である
。エンコーダ3に対する光透過部4の形成は、既に知ら
れている方法、例・えは金属薄板にエツチング法により
スリットとして穿孔するか、透明ガラス板に光透過部4
が残るよう不透明部分を印刷する方法などによって行わ
れる。光検出板6の2組の光検出部51および52は何
れも光透過部4の直下の同一円周上に両側の接続導体5
3.54から交互に張り出して゛・する、光検出部51
.52のそれぞれは、3θの中心角すなわち30°をな
して隣接している。また隣接。 する光検出部51および52相互のなす角αはθ/2の
整数倍でない角、例え゛ば3θの2/1に1/4θを加
えるかあるいは減した角、すなわち11/4θあるいは
13/4θをなしている。従ってθを10°とすればα
は12.5°あるいは17.5 @である。 第2図は光検出部51あるいは52の構造を示し、ステ
ンレス鋼等の導電性基板6の上にアモルファスシリコン
からなるp形層81を約500 K、ノンドープ層82
を約0.5μ■、n形層83を約100^の厚さにシラ
ンガスのグロー放電分解により形成する。 その上に、例えばITOからなる透明導電膜9を蒸着し
、フォトエツチング技術を用いて第1図(clに示すパ
ターンを形成する。光検出部51および52の各組の並
列接続のための導体53および54も同時に形成できる
が、これらは基板6と絶縁しておく・必要がある。エン
コーダ3の隣接光透過部4、各組の光検出部51.52
のそれぞれの中心角がすべて30であるから、一つの光
透過部4が光検出部52の一つの上に位置したときには
その光検出部52のすべての上に光透過部4が位置し、
各光検出部52に極大の光電流が発生する。この光電流
はエンコーダの透過部4が矢印Aの方向に移動するにつ
れて減少し次の光透過部4が近づ(と再び増加するから
、第3図(alの1132が示すようにエンコーダのθ
だけの回転を周期とする脈動を生ずる。−力先検出部5
1には、エンコーダ3の回転のαだけのずれにより同様
な脈動31が生ずる。αが11/4θの場合には脈動5
2.51の間の位相のずれは90@である。光検出部5
1.52はそれぞれ並列接続されているのでこの出力電
流は合計され、例えば直径4゜IIIIのエンコーダで
50#m X 1.5μ論の寸法のスリットを光透過部
として800個明けた場合には、2μAのピーク電流値
を得ることができる。、ylR動sx。 32よりシュミット回路を用いて第3図(blに示すよ
うなパルス波形列33.34を形成でき、このパルス係
数および立上がりのずれの前後から回転角度。 回転方向1回転数を検出することができる。 特に回転角度の検出精度を高めるために上記のような多
数の光透過部を設けた場合、2組の光検出部のピッチを
光透過部と同じにすると、90″の位相差を生ずるため
には隣接する異なった光検出部51.52の間の中心角
は1/4θとしなければならず、製造工程中のフォトエ
ツチング工程において塵などの付着により両組の光検出
部間に短絡が生ずる確立が高くなり、良品率を低下させ
る。しかるに本発明によればこの間隔を広くとることが
でき、例えば上記のα=11/4θの場合は5倍になる
ためフォトエツチング工程における欠陥の発生が大幅に
減少する。各組の隣接光検出部のなす中心角を20とし
、α−3/4θにとった場合でも間隔は3倍になって有
効である。 両組の光検出部51.52によって得られる出力電流の
位相のずれは90@に固定されるものではないが45〜
135 ”の範囲にあるのが望ましい。 なお、光源7は回転板3の上面を全面的に一様に照射す
るのが最も望ましいが、実用上の見地がらこれが出来に
くい場合もしくはそれほどの必要のない場合には、2個
以上できるだけ多くの光透過部4を照射するようにして
も、この発明の特長は依然として存在することはこれま
での説明により明らかである。また光検出部5L 52
あるいは光透過部4の一方を全周でな(、円周上の一部
分にだけ設けることも可能である。 【発明の効果] 本発明は、回転軸の回りの回転板に設けられた′光透過
部の隣接するものの関の中心角の2以上の整数倍の中心
角をなして隣接する光検出部を光検出板の同一円周上に
2組配置し、さらに光透過部を通して両組の光検出部に
入射する光により生ずる光起電力の極値が一致しないよ
うにすることによって回転角度2回転位置1回転方向2
回転数を検出するものである。この場合、2組の光検出
部が同一円周上にあるため光透過部の長さは短(てすみ
、さらに異なる組の隣接光検出部間の間隔を広げること
ができるので、短絡のおそれがなく、製造の容易な高精
度の回転角度測定装置を得ることができるのでその効果
は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示し、+IS+は一部断面
で示した側面図、 (b)は回転板の平面図、(C)は
光検出板の平面図、第2図は実施例における光検出部の
構成を示す断面図、第3図は本発明の一実施7例によっ
て得られる出力波形で、(alは出力電流波形図、 (
b)はこれを処理して得たパルス波形図、第4図は従来
例を示し、(alは一部断面で示した側面図、伽)は回
転板の平面図、(C)は光検出板の平面図である。 2:回転軸、3:回転板、4:光透過部、51゜52:
光検出部、53,54:接続導体、6:光検出板、7:
光源、818p形a−3t層、82:ノンドープミー3
i層、83:n形a −5i層・ 才Z口 才3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)複数の光透過部を設けた軸の回りに回転可能な回転
    板と、該回転板に平行に対向し、その対向する側に2組
    のそれぞれ並列接続された光検出部を設けた光検出板と
    、前記回転板の反光検出板側に配置された光源とを備え
    ており、隣接する光透過部同志は前記軸を中心軸とする
    想定円筒と回転板とが交わってなす円を等しい中心角を
    なして横切り、光検出部はすべて前記想定円筒と光検出
    板とが交わってなす円を横切り、一つの組に属して隣接
    する光検出部同志はそれぞれ光透過部のなす前記中心角
    の2以上の整数倍の中心角をなすが、一つの組に属する
    光検出部と他の組に属する光検出部は相互に光透過部の
    なす前記中心角の半分の整数倍に等しくない中心角をな
    し、光源は一つの光検出部のうちの二つ以上に対応する
    光透過部を同時に照射でき、光透遇部の同時透過数と各
    組の光検出部の全数の少なくとも一方が全周にわたって
    存在することを特徴とする回転数検出装置。 2)特許請求の範囲第1項記載の装置において、一つの
    組に属する光検出部と他の組に属する光検出部のなす中
    心角は、隣接する光透過部同志のなす中心角の半分の整
    数倍との差が該中心角の4分の1前後であることを特徴
    とする回転数検出装置。 3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の装置にお
    いて、光検出部が薄膜シリコン太陽電池であることを特
    徴とする回転数検出装置。
JP14171184A 1984-07-09 1984-07-09 回転数検出装置 Pending JPS6120817A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5913904A (ja) * 1982-07-15 1984-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学式回転検出装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5913904A (ja) * 1982-07-15 1984-01-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学式回転検出装置

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