JPS6288917A - 回転位置検出装置 - Google Patents
回転位置検出装置Info
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- JPS6288917A JPS6288917A JP60228852A JP22885285A JPS6288917A JP S6288917 A JPS6288917 A JP S6288917A JP 60228852 A JP60228852 A JP 60228852A JP 22885285 A JP22885285 A JP 22885285A JP S6288917 A JPS6288917 A JP S6288917A
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- Japan
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- light
- light receiving
- rotational position
- optical detecting
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- Pending
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-
- 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
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/366—Particular pulse shapes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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〕
この発明は、光を利用して回転体の位置を回転角度の関
数として検出する検出装置に関する。
数として検出する検出装置に関する。
従来、この種の装置としては種々のものが提案されてお
り、例えば正弦または余弦関数で検出するものとして、
電磁結合を利用したレゾルバ等のシンクロ電機がある。
り、例えば正弦または余弦関数で検出するものとして、
電磁結合を利用したレゾルバ等のシンクロ電機がある。
第４図はレゾルバの原理を示す原理構成図、第４Ａ図は
その動作を説明するための波形図である。
その動作を説明するための波形図である。
第４図に示す如く、レゾルバはそれぞれ巻線を持った固
定子１０と回転子１１とからなり、回転子１１は図示さ
れない回転体に取り付けられる。
定子１０と回転子１１とからなり、回転子１１は図示さ
れない回転体に取り付けられる。
したがって、回転体の回転に応じてこれら２つの巻線間
の結合の度合が変化するが、こ＼ではその結合係数を固
定子の基準軸から見た回転子の機械的な角度θ（回転体
の位置）に対し、以下の如く正弦または余弦関数となる
ようにしている。
の結合の度合が変化するが、こ＼ではその結合係数を固
定子の基準軸から見た回転子の機械的な角度θ（回転体
の位置）に対し、以下の如く正弦または余弦関数となる
ようにしている。
いま、固定子巻線を第４Ａ図（イ）に示す如きＶｓ （
＝ ＶＯｓｉｎωｔ）なる電圧で励磁すると、回転子巻
線には、 ＶＲ＝ ＶＯＣＯ３θ５ｉｎｔｏ ｔ の如き振幅変調された信号が出力される。こ−で、ｄθ
／ ｄ ｔ ＜＜ω とすると、上記ＶＲの波形は第４Ａ凶（ロ）の知くなり
、Ｖｓｖてよって同期整流を行なうと第４Ａ図（ハ）の
如き信号が得られる。次いで、ローパスフィルタ等によ
りこの信号のω成分を除去すると、第４Ａ図（ニ）のよ
うに、θの余弦信号を得ることができる。なお、回転子
巻線の空間的な配りを９０″変えることにより正弦信号
として得ることができる。
＝ ＶＯｓｉｎωｔ）なる電圧で励磁すると、回転子巻
線には、 ＶＲ＝ ＶＯＣＯ３θ５ｉｎｔｏ ｔ の如き振幅変調された信号が出力される。こ−で、ｄθ
／ ｄ ｔ ＜＜ω とすると、上記ＶＲの波形は第４Ａ凶（ロ）の知くなり
、Ｖｓｖてよって同期整流を行なうと第４Ａ図（ハ）の
如き信号が得られる。次いで、ローパスフィルタ等によ
りこの信号のω成分を除去すると、第４Ａ図（ニ）のよ
うに、θの余弦信号を得ることができる。なお、回転子
巻線の空間的な配りを９０″変えることにより正弦信号
として得ることができる。
しかしながら、このような方式には、
イ）固定子および回転子にそれぞれ巻線が必要となるた
め少型、軽ｈ（化に限度があり、比較的高価になる。
め少型、軽ｈ（化に限度があり、比較的高価になる。
口）電磁結合を利用しているため、搬送波となる励磁信
号が必要であり、また位置の正弦、余弦信号を得るため
に復調回路が必要となるので、検出器の電気回路部分が
複雑になる。
号が必要であり、また位置の正弦、余弦信号を得るため
に復調回路が必要となるので、検出器の電気回路部分が
複雑になる。
ハ）回転子の位置信号を非接触で得る方法も数多く提案
されているが、そのためにはいくつかの部品を付加する
必要があってその分だけ大きくなり、高価となる。
されているが、そのためにはいくつかの部品を付加する
必要があってその分だけ大きくなり、高価となる。
と云う問題がある。
したがって、この発明は原理的に非接触で、しかも小型
、軽鼠かつ安価な回転位置検出装置：を提供することを
目的とする。
、軽鼠かつ安価な回転位置検出装置：を提供することを
目的とする。
固定して設けられて平行光線を発する発光体と、光透過
用窓をもち回転体と＼もに回転するじゃへい板と、光量
に比例する電気信号を発生する受光部をもち固定して設
けられる受光板とをこの石番で互いに所定の間攬ヲもっ
て同軸上に配ｔビする。
用窓をもち回転体と＼もに回転するじゃへい板と、光量
に比例する電気信号を発生する受光部をもち固定して設
けられる受光板とをこの石番で互いに所定の間攬ヲもっ
て同軸上に配ｔビする。
上記光透過用窓は発光体からの光を中心軸のまわりの回
転角度で１８０度分だけ透過させる形状にする一方、上
記受光部を適宜な形状とすることにより、回転角度に対
して所定の関数となる出力を得るようにする。
転角度で１８０度分だけ透過させる形状にする一方、上
記受光部を適宜な形状とすることにより、回転角度に対
して所定の関数となる出力を得るようにする。
第１凶はこの発明の実施例を示す構成図、第１Ａ図は植
１図におけるじゃへい板の窓を通して観察される受光部
分の推移を説明するための参照図、’ＪＩＢ図はその受
光部の出力を示す波形図である。
１図におけるじゃへい板の窓を通して観察される受光部
分の推移を説明するための参照図、’ＪＩＢ図はその受
光部の出力を示す波形図である。
第１図において、１は回転体（図示なし）の回転軸、２
は発光体、３はしやへい板、３１は光透過用窓、４は受
光体、４１はその受光部である。
は発光体、３はしやへい板、３１は光透過用窓、４は受
光体、４１はその受光部である。
すなわち、回転軸心を通る所定の基準軸から回転角度に
して１８０度分だけ光を透過させる光透過用窓３１′！
ｉ−もち、回転体の回転軸１に結合されたじゃへい板３
に対し、その−刃側にはリング状に形成されて平行光線
を発するＬＥＤ （発光ダイオード）の如き発光体２と
、その（ｍ刃側には飼えば半円形状の受光部４１をもつ
受光体４とを同軸上に配置する。こ＼で、発光体２およ
び受光体４は固定して設置されており、回転するじゃへ
い板３と接触しないよう所定の間隔が形成されている。
して１８０度分だけ光を透過させる光透過用窓３１′！
ｉ−もち、回転体の回転軸１に結合されたじゃへい板３
に対し、その−刃側にはリング状に形成されて平行光線
を発するＬＥＤ （発光ダイオード）の如き発光体２と
、その（ｍ刃側には飼えば半円形状の受光部４１をもつ
受光体４とを同軸上に配置する。こ＼で、発光体２およ
び受光体４は固定して設置されており、回転するじゃへ
い板３と接触しないよう所定の間隔が形成されている。
したがって、回転体が回転するとじやへい板３もこれに
伴って回転し、これによってしやへい板３の窓３１から
見える受光部４１０部分、すなわち露光部分も変化する
。この露光部分の推移を示すのが第１Ａ図である。
伴って回転し、これによってしやへい板３の窓３１から
見える受光部４１０部分、すなわち露光部分も変化する
。この露光部分の推移を示すのが第１Ａ図である。
いま、第１Ａ図（イ）の如く、固定的に設置される受光
体４０基準軸をα、回転するじゃへい板３の基準軸をβ
と定め、このα軸から見たβ軸の角度をθとすると、θ
はしやへい板３０回転に伴って同図（イ）、（ロ）、（
ハ）の如く変化する。
体４０基準軸をα、回転するじゃへい板３の基準軸をβ
と定め、このα軸から見たβ軸の角度をθとすると、θ
はしやへい板３０回転に伴って同図（イ）、（ロ）、（
ハ）の如く変化する。
つまり、しやへい板３のＣＣＷ（反時計回り）方向を正
とすると、これがθ＝０からＣＣＷの方向へ回転するに
つれて、ｋｌ光される受光部４１の部分が４１．４１．
４１ の如く変化し、その面積Ｓがθに比例して増加
することがわかる。そして、θ＝πにおいてこの面積Ｓ
は最大となり、θ〉Ｋでは面積Ｓはθに比例して減少し
、θ＝２πでは零となる。
とすると、これがθ＝０からＣＣＷの方向へ回転するに
つれて、ｋｌ光される受光部４１の部分が４１．４１．
４１ の如く変化し、その面積Ｓがθに比例して増加
することがわかる。そして、θ＝πにおいてこの面積Ｓ
は最大となり、θ〉Ｋでは面積Ｓはθに比例して減少し
、θ＝２πでは零となる。
このθに対する面ｆＲ８の推移をグラフで示したのが第
１Ｂ図であり、同図の如く３角波となる。
１Ｂ図であり、同図の如く３角波となる。
こ＼で、受光部４１として、例えばアモルファスシリコ
ンのように党員に比例した電圧を発生するような材料を
使用すれば、その発生電圧Ｖ。は露光される受光部の面
積Ｓに比例するので、同図の３角波はθと出力電圧Ｖ。
ンのように党員に比例した電圧を発生するような材料を
使用すれば、その発生電圧Ｖ。は露光される受光部の面
積Ｓに比例するので、同図の３角波はθと出力電圧Ｖ。
との関係をも示すことになる。したがって、この出力電
圧Ｖ。を計測することにより、回転体の位置を知ること
ができる。
圧Ｖ。を計測することにより、回転体の位置を知ること
ができる。
こうして、受光部４１を半円形状とすることにより、回
転体の位置をその角度の３角関数として求めることがで
きる。このことから、受光部４１の形状、配置または数
を考慮すれば別の関数として得られることが容易に類推
できる。
転体の位置をその角度の３角関数として求めることがで
きる。このことから、受光部４１の形状、配置または数
を考慮すれば別の関数として得られることが容易に類推
できる。
第２図はか−る観点にもとづくこの発明の他の実施例を
示す概要図、第２Ａ図はその出力波形を示す波形図であ
る。
示す概要図、第２Ａ図はその出力波形を示す波形図であ
る。
これは同じ面積をもつ２つの受光部４２．４３を第１図
と同じくしやへい板３の窓３１から見た面積が角度θに
比例するよう、その各々が１８０輻 度にわたって同じ軸をもつような形状にするとともに、
２つの受光部４２．４３を互いに空間的に９０度だけ異
なるように配置したものである。そして、受光部４２か
ら出力ｖａを、また受光部４３から出力ｖｂヲそれぞれ
取り出すことにより、第２Ａ図に示す如く互いに９０度
だけ位相のずれた２相出力を得ることができる。
と同じくしやへい板３の窓３１から見た面積が角度θに
比例するよう、その各々が１８０輻 度にわたって同じ軸をもつような形状にするとともに、
２つの受光部４２．４３を互いに空間的に９０度だけ異
なるように配置したものである。そして、受光部４２か
ら出力ｖａを、また受光部４３から出力ｖｂヲそれぞれ
取り出すことにより、第２Ａ図に示す如く互いに９０度
だけ位相のずれた２相出力を得ることができる。
第３図はこの発明のさらに別の実施例を示す概要図、第
３Ａ凶はその出力波形を示す波形図である０ これは受光部４４＝４５’ｚ”ｆｌけて２相出力Ｖ。。
３Ａ凶はその出力波形を示す波形図である０ これは受光部４４＝４５’ｚ”ｆｌけて２相出力Ｖ。。
ｖｄを得るようにした点は第２図と同様であるが、受光
部４４．４５の形状に工夫をして正弦関数となるように
したものである。なお、この図に示される如き受光部４
４を１個だけ配置することにより、θの正弦関ｉｌｌ得
ることができるのは云う迄もない。
部４４．４５の形状に工夫をして正弦関数となるように
したものである。なお、この図に示される如き受光部４
４を１個だけ配置することにより、θの正弦関ｉｌｌ得
ることができるのは云う迄もない。
また、回転角度の関数または出力相数等は、受光部の数
、形状または配置によって適宜選択することができる。
、形状または配置によって適宜選択することができる。
この発明によれば、固定的に設けられる発光体および受
光部の間に光透過用窓をもち回転体とともに回転するじ
ゃへい体を同軸的に配置し、受光部の面積が回転角度の
関数となるようにしたので、小型、軽量かつ非接触で、
しかも回転体の位置を直接回転角度の関数として得るこ
とが可能な回転位置検出器を提供することができる利点
がもたらされる。
光部の間に光透過用窓をもち回転体とともに回転するじ
ゃへい体を同軸的に配置し、受光部の面積が回転角度の
関数となるようにしたので、小型、軽量かつ非接触で、
しかも回転体の位置を直接回転角度の関数として得るこ
とが可能な回転位置検出器を提供することができる利点
がもたらされる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第１Ａ図は第
１図におけるじゃへい板の窒を通して観察される受光部
分の推移を説明するための参照図、第１Ｂ図はその受光
部の出力を示す波形図、第２図はこの発明の他の実施例
を示す概要図、第２Ａ図はその出力波形を示す波形図、
第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す概要図、第
３Ａ図はその出力波形を示す波形図、第４図はレゾルバ
の原理を示す原理ｆ＋４成図、第４Ａ図はその機能を説
明するための波形図である。 符号説明 １・・・・・・回転軸、２・・・・・・発光体、３・・
−・・しやへい板、３１・・・・・・光透過用窓、４・
・・・・・受光体、４１゜４１〜４１ ．４２〜４５・
・・・・・受光部、１０・・・・・・固定子、１１・・
・・・・回転子、ｖｏ、ｖａ−ｖｄ・・・・・・回転位
置検出々力。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 （イ） 冨ＩＡ 固有
２ 図 第 ３ 図 フカ 第 ４ 囚 璽４Ａ図
１図におけるじゃへい板の窒を通して観察される受光部
分の推移を説明するための参照図、第１Ｂ図はその受光
部の出力を示す波形図、第２図はこの発明の他の実施例
を示す概要図、第２Ａ図はその出力波形を示す波形図、
第３図はこの発明のさらに他の実施例を示す概要図、第
３Ａ図はその出力波形を示す波形図、第４図はレゾルバ
の原理を示す原理ｆ＋４成図、第４Ａ図はその機能を説
明するための波形図である。 符号説明 １・・・・・・回転軸、２・・・・・・発光体、３・・
−・・しやへい板、３１・・・・・・光透過用窓、４・
・・・・・受光体、４１゜４１〜４１ ．４２〜４５・
・・・・・受光部、１０・・・・・・固定子、１１・・
・・・・回転子、ｖｏ、ｖａ−ｖｄ・・・・・・回転位
置検出々力。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 （イ） 冨ＩＡ 固有
２ 図 第 ３ 図 フカ 第 ４ 囚 璽４Ａ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）固定的に設置された発光体と受光板との間に回転体
とともに回転するしやへい板を所定の間隔をもつて同軸
上に配置し、該しやへい板には前記受光板を２等分する
一側にのみ前記発光体からの光を透過する光透過用窓を
設ける一方、該受光板には光量に比例する電気信号を発
生する所定形状の受光部を設け、該受光部より回転角度
に対して所定の関数となる出力を得ることを特徴とする
回転位置検出装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載の回転位置検出装置に
おいて、前記受光部に対して空間的に所定の角度だけず
らして他の受光部を配置することにより複数種類の出力
を得ることを特徴とする回転位置検出装置。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の回転位
置検出装置において、前記関数の形が３角波であること
を特徴とする回転位置検出装置。 ４）特許請求の範囲第１項または第２項に記載の回転位
置検出装置において、前記関数の形が正弦波であること
を特徴とする回転位置検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228852A JPS6288917A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 回転位置検出装置 |
| DE19863635107 DE3635107A1 (de) | 1985-10-16 | 1986-10-15 | Drehstellungsdetektor |
| US07/170,135 US4849621A (en) | 1985-10-16 | 1988-03-14 | Rotational-position detecting apparatus with two shaped photovoltaic surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60228852A JPS6288917A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 回転位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288917A true JPS6288917A (ja) | 1987-04-23 |
Family
ID=16882883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60228852A Pending JPS6288917A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 回転位置検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849621A (ja) |
| JP (1) | JPS6288917A (ja) |
| DE (1) | DE3635107A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01196515A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-08 | Fuji Electric Co Ltd | 光電変換式回転位置検出器 |
| US5659389A (en) * | 1996-12-12 | 1997-08-19 | Ford Global Tech Inc | Non-intrusive throttle body calibration |
| JP3265479B2 (ja) * | 1999-11-15 | 2002-03-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光アクチュエータ |
| JP4661364B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2011-03-30 | 株式会社デンソー | 光センサ |
| CN100578155C (zh) * | 2005-10-13 | 2010-01-06 | 浜松光子学株式会社 | 编码器以及编码器用受光装置 |
| IL175831A0 (en) * | 2006-05-22 | 2007-08-19 | Igor Fridland | Angular position sensor |
| JP4890190B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-03-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | エンコーダ |
| JP2008096205A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Hamamatsu Photonics Kk | エンコーダ及びエンコーダ用受光装置 |
| US8063355B2 (en) * | 2009-01-08 | 2011-11-22 | Avago Technologies Limited | Reflective multi-turn encoders with different light sensing systems |
| US9115494B1 (en) * | 2012-07-27 | 2015-08-25 | Lloyd Layton Golding, III | Passive/dynamic solar energy system |
| CN104596556A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-05-06 | 佛山轻子精密测控技术有限公司 | 一种新型编码器及其测量方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202873A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的回転検出装置 |
| JPS59212713A (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-01 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 回転角度検出装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1602179A (en) * | 1978-02-01 | 1981-11-11 | Marconi Co Ltd | Device for testing the efficiency of braking of a machine |
| US4238781A (en) * | 1979-02-09 | 1980-12-09 | Westinghouse Electric Corp. | Capacitive angular displacement transducer for remote meter reading |
| DE3231990A1 (de) * | 1982-08-27 | 1984-03-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Auswerteeinrichtung fuer einen digitalen inkrementalgeber |
| US4637810A (en) * | 1984-03-12 | 1987-01-20 | Paul Beck | Adjustable endless belt |
| JPH0672785B2 (ja) * | 1984-10-19 | 1994-09-14 | ファナック株式会社 | 光学式ロ−タリエンコ−ダ |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60228852A patent/JPS6288917A/ja active Pending
-
1986
- 1986-10-15 DE DE19863635107 patent/DE3635107A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-03-14 US US07/170,135 patent/US4849621A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58202873A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学的回転検出装置 |
| JPS59212713A (ja) * | 1983-05-19 | 1984-12-01 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 回転角度検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3635107A1 (de) | 1987-04-16 |
| US4849621A (en) | 1989-07-18 |
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