JPS63187119A - 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

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】 技術分野 本発明は、光学式ロータリーエンコーダに関し、さらに
詳しくは自動車の操舵軸などに取付けられ、該軸の角変
位量を検出することができるようにした光学式ロータリ
ーエンコーダに関する。

背景技術 典型的な光灯技術の光学式ロータリーエンコーダ１は、
第５図に示される。角変位量が検出されるべき回転軸２
には、エンコーダ円盤３が固定される。エンコーダ円盤
３には、半径方向に延びる複数のコード表示領域４が周
方向に等間隔で形成される。複数のコード表示領域４に
は、各表示領域４毎の周方向の位置に対応した角度情報
が、遮光性部分と透光性部分とによって、いわゆるバー
コード状に記録されている。

一方、エンコーダ円盤３のＰＡ５図上方には、回転軸２
の半径方向に延びるスリット５が形成された通光部材Ｇ
が固定位置に取付けられる。まｒこエンコーグ円盤３を
挟んで、回転軸２の軸線と平行に、対を成す発尤累子７
と受光素子８とが配置される。受光素子８は、スリット
５に沿って回転軸２の半径方向に走査し、これによって
エンコーグ円盤３のコード表示領域４に記りされている
回転角情報が読出され、回転軸２の角変位量が検出され
る。

発明が解決すべき問題ノ、χ 上述のような先行技術の光学式ロータリーエンコーグ１
では、受光素子８はスリット５に沿って回転軸２の半径
方向に走査しなければならない。

したがって回転軸２が確実に停止した状態で受光素子８
を走査するか、あるいは受光素子８の走査速度が回転軸
２の回転速度よりも充分速くなければ、エンコーグ円盤
３のフード表示領域４を読取ることができない。したが
って瞬時に、かつ、連続して、回転ｌ１ｌ１２の角変位
量を検出することができず、応答性に劣る。

そこで、この問題を解決するために、受光素子８をスリ
ット５に沿って複数個設けた場合、各受光素子８から導
出される（ｉ号は並列信号となる。

したがって各受光系子８毎にリード線が必要となり、ま
た読出された並列４３号を直列信号に並べ径比るための
処理回路などが必要となり、構造が複雑になる。

本発明の目的は、瞬敏な応答性を有し、構造が簡略化さ
れた光学式ロータリーエンコーグを提供することである
。

問題点を解決するための手段 本発明は、角変位量が検出されるべさ被検出物体の回転
軸線と同軸に回転自在に設けられ、半径方向にずれて、
かつ、周方向にずれて、相互に異なる複数のコード化さ
れたフード表示領域が形成されるフード部材と、 前記フード部材を前記被検出物体の角変位速度よりも充
分大きな回転速度で駆動する手段と、螺旋状に形成され
た第１透光領域を有する第１透光部材と、 前記被検出物体の半径方向に延びた第２透光領域を有す
る第２透尤部材と、 前記ｍ　１　ｒ；よびｆ：ＩＳ２透尤頒域を介して、コ
ード表示領域を光学的に検出する光学的検出手段とを含
み、 第２透１部材と光学的検出手段とは一体で形成され、か
つ、第１透光部材または光学的検出手段のいずれか一方
を被検出物本に固定したことを特徴とする光学式ロータ
リーエンコーグである。

作　　用 本発明に従えば、角変位量が検出されるべ？！被検出物
体には、第１透光部材または光学的検出手段のいずれか
一方が固定され、またこの被検出物体の回転軸線と同軸
に、回転自在にコード部材が設けられる。第１透尤部材
は螺旋状に形成された第１透尤頌域を有し、第２透尤部
材は被検出物体の半径方向に延びて形成される第２透尤
領域を有する。コード部材は、被検出物体の角変位速度
よりも充分大きな回転速度で回転駆動され、またこのフ
ード部材には半径方向にずれてかつ周方向に・ずれて相
互に異なる複数のコード化されたコード表示領域が形Ｉ
＆されている。したがって光学的検出手段によって、第
１透光部材の第１透光領域と第１透尤頌域の第２透光領
域とを介して、フード部材のコード表示領域を読取るこ
とによって、被検出物体の角変位量を検出することがで
きる６実施例 第１図は、本発明の一実施例の光学式ロータリーエンコ
ーグ１１の斜視図である。この光学式ロータリーエンコ
ーグ１１は、自動車の操舵軸１２に設けられ、操舵軸の
切れ角を検出するために用いられる。被検出物体である
操舵軸１２には、第１透尤部材１３が固定される。

第２図は、１＠１透尤部材１３の平面図である。

第１透尤部材１３は、遮光性の円盤に、ｆ５１透光領域
である螺旋スリット１４が、３６０°の周方向の良さに
亘って形Ｉ＆される。この第１透尤部材１３の第１図上
方には、操舵軸１２の軸線方向に間隔をあけて、コード
部材であるエンコーグ円盤１５が、操舵＠１２と同軸に
回転自在に設けられる。

第３図は、エンコーダ円盤１５の平面図である。

エンコーダ円盤１５は、モータ１６によって、操舵軸１
２の角変位速度よりも充分大きな回転速度で口伝駆動さ
れる。このエンコーダ円盤１５には、半径方向にずれて
、かつ、周方向にずれて、周方向に０１の長さを有する
複数のコード表示領域１７が、同心円状に形成される６
各コ一ド表示領域１７には、相互に異なる符号化された
回転角情報が、透光性部分と透光性部分とによって、い
わゆるバーコード状に記録されている。このようなコー
ド表示領域１７を有するエンコーダ円盤１５と、螺旋ス
リット１４を有する第１透尤部材１３とは、透明な合成
ｔＪｉ詣製円盤の表面に、遮光性の塗料が印刷されて形
成されてもよい。

ｍｌ透尤部材１３の第１図下方には、操舵軸１２の軸線
方向に間隔をあけて第２透光部材１８が固定位置に取付
けられる。Ｐｔ５２透尤部材１８には、操舵軸１２の半
径方向に延びて、第２透尤領域であるスリット１９が形
成される。

エンコーダ円盤１５の第１図上方とＰｔ５２透尤部材１
８の第１図下方には、光学的検出手段である一対の発光
素子２１と、受光素子２２とが、操舵軸１２の軸線と平
行となるように固定位置に取付けられる。

このように構成された光学式ロータリーエンコーグ１１
において、第４図に示されるように、第１透光部材１３
の螺旋スリット１４と、第２透尤部材１８のスリット１
９とが連通した位置で、エンコーダ円盤１５のフード表
示領域１７を読出すことができる。ｒｊＳ４図は、発光
素子２１と、受光素子２２とによって形成される光経路
２３上の第１透光部材１３と１２透光部材１８との配置
を示す平面図である°。

第４図（１）で示されるように、第２ａ尤部材１８のス
リット１９と、第１透光部材１３の螺旋スリット１４の
始端１４ａとが重なり合っているとさ、光経路２３上に
は、エンコーダ円盤１５のｉ外周に形成されたコード表
示領域１７ａが走査され、受光素子２２によって読取ら
れる。

操舵軸１２が矢符２５方向に角変位されて、第４図（２
）で示されるように、第２透光部材１８のスリット１つ
と、第１透尤部材１３の螺旋スリット１４の中点１４１
＋　とが重なり合うと、光経路２３上には、エンコーダ
円盤１５の半径方向中央位置に形成されたコード表示領
域１７＋＋が走査され、受光索子２２によって読取られ
る。

さらに操舵軸１２が矢符２５方向に角変位されて第４図
（３）で示されるように、第２透光部材１８のスリット
１つと、ｍｌｉ！光部材１３の螺旋スリット１４の終４
１４ｅ　とが重なり合ったとさ、光経路２３上にはエン
コーダ円盤１５の最内周に形成されたコード表示領域１
７ｅが走査され、受光素子２２によって読取られる。

このように第２透光部材１８のスリ７）１９と、第１逍
尤部材１３の螺旋スリット１４とを連通して形成された
透光領域に対応しているエンコーダ円盤１５のコード表
示領域１７を一読出すことによって、操舵軸１２の僅か
な角変位量でも検出することができる。また、エンコー
ダ円盤１５はモータ１６によって高速回転駆動されてお
り、しだがつて受光素子２２によってエンコーダ円盤１
５のコード表示領域１７を瞬時にして読出すことができ
る。さらにまた、受光素子２２によって読取られた信号
は直列信号であるため、エンコーダ円盤１５のコード表
示領域１７を単一の受光素子２２によって読出すことが
でき、構成が簡略化される。

上述の実施例では、第１透光部材１３が操舵軸１２に固
定され、第２透光部材１８と発光素子２１と受光索子２
２とが固定位置に取付けられたけれど、本発明の他の実
施例として、ｒＩＳ２透尤部材１８と発光素子２１と受
光素子２２とが操舵軸１２に固定され、第１透尤部材１
３が固定位置に取、付けられるようにしてもよい、この
場合、発光素子２１および受光素子２２は、スリップリ
ング、あるいはカールコードなどによって外部回路と接
続されてもよい。

また上述の実施例では、エンコーダ円盤１５のコ、−ド
表示領域はいわゆるバーコード状に形成されたけれど、
本発明のさらに池の実施例として、たとえばコンパクト
ディスクなどで用いられるようなピッＦなどの小孔によ
って形成されて、発光素子２１に隣接して配置された受
光素子２２によって、コード表示領域１７の反射光が読
取られるようにしてもよい。

さらｉこまた上述の実施例では、第１透尤部村１３には
周方向の長さが３６０°に亘って螺旋スリット１４が形
成されていたけれど、本発明のさらに他の実施例として
、螺旋スリット１４を周方向の良さが３６０°以上に厄
って形成することによって、その螺旋スリット１４の周
方向両端部に相当する角度に丘って操舵軸１２の角変位
量の絶対値を検出するようにしてもよい。

効　　果 以上のように本発明によれば、コード部材にはｒ・径方
向にずれてかつ周方向にずれて相互に異なる複数のフー
ド化されたフード表示領域が形成さ７ｔており、このコ
ード部材を被検出物体の角変位速度よりも充分大きな回
転速度で回転駆動するようにし、このコード部材のコー
ド表示領域を、第１透尤部材の第１透尤領域とｒｊＳＺ
透尤部材の第２透光領域とを介して読取ることによって
、被検出物体の角変位量を検出するようにしｒこので、
本件光学式ロータリーエンコーグは、瞬敏な応答性を有
し、構造が簡略化される６

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の光学式ロータリーエンコー
グ１１の斜視図、第２図は第１透光部材１３の平面図、
第３図はエンコーグ円ｇ１１５の平面図、第４図は光経
路２３上の第１逍尤部材１３とｒｊＳ２透光部材１ａと
の配置を示す平面図、第５図は先行技術の光学式ロータ
リーエンコーグ１の斜視図である。 １１・・・光学式ロータリーエンコーグ、１２・・・操
舵軸、１３・・・第１透尤部材、１４・・・螺旋スリブ
）、１５・・・エンコーグ円１．１６・・・モータ、１
７・・・フード表示領域、１８・・・第２透光部材、１
９川スリツト、２１・・・発光素子、２２・・・受光素
子、２３・・・光経路 代理人　　弁理士　西教　圭一部 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 角変位量が検出されるべき被検出物体の回転軸線と同軸
   に回転自在に設けられ、半径方向にずれて、かつ、周方
   向にずれて、相互に異なる複数のコード化されたコード
   表示領域が形成されるコード部材と、 前記コード部材を前記被検出物体の角変位速度よりも充
   分大きな回転速度で駆動する手段と、螺旋状に形成され
   た第１透光領域を有する第１透光部材と、 前記被検出物体の半径方向に延びた第２透光領域を有す
   る第２透光部材と、 前記第１および第２透光領域を介して、コード表示領域
   を光学的に検出する光学的検出手段とを含み、 第２透光部材と光学的検出手段とは一体で形成され、か
   つ、第１透光部材または光学的検出手段のいずれか一方
   を被検出物体に固定したことを特徴とする光学式ロータ
   リーエンコーダ。