JP2017198652A - エンコーダーおよびロボット - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のエンコーダーは、回動軸まわりに回動可能に設けられ、偏光特性を有する偏光部を備える光学スケールと、
直線偏光を前記偏光部に向けて出射する光出射部と、
前記光学スケールからの前記直線偏光を検出する光検出部と、を有することを特徴とする。
これにより、光出射部の小型化を図りつつ、直線偏光した光を出射する光出射部を実現することができる。
基板と、
前記基板上に設けられている積層体と、
前記積層体の少なくとも側面に設けられている樹脂層と、を含み、
前記積層体は、第1ミラー層と、前記第1ミラー層に対して前記基板とは反対側に設けられている第2ミラー層と、前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に設けられている活性層と、含み、
前記基板の厚さ方向から見た平面視において、第1方向における前記積層体の長さは、前記第1方向と直交する第2方向における前記積層体の長さよりも大きく、
前記平面視において、前記第1方向における前記樹脂層の長さは、前記第2方向における前記樹脂層の長さよりも大きいことが好ましい。
これにより、エンコーダーの小型化を図ることができる。
これにより、偏光部からの光を効率的に受光素子で受けることができる。
これにより、特定方向の偏光光を高効率で反射可能な偏光部を実現することができる。
前記光検出部は、前記偏光部からの前記第1光を受ける第1受光素子と、前記偏光部からの前記第2光を受ける第2受光素子と、を有し、
前記第1受光素子および前記第2受光素子は、前記光学スケールの回動に伴って、互いに45°位相がずれた信号を出力することが好ましい。
前記光検出部は、前記偏光部からの前記第3光を受ける第3受光素子と、前記偏光部からの前記第4光を受ける第4受光素子と、を有し、
前記第1受光素子および前記第3受光素子は、前記光学スケールの回動に伴って、互いに90°位相がずれた信号を出力し、
前記第2受光素子および前記第4受光素子は、前記光学スケールの回動に伴って、互いに90°位相がずれた信号を出力することが好ましい。
これにより、反射型のエンコーダーを実現することができる。
このようなロボットによれば、優れた検出精度を有するエンコーダーを備えるため、例えば、このエンコーダーの検出結果を用いて、高精度な動作制御を行うことができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るエンコーダーを説明する模式図である。
(光学スケール)
図2は、図1に示すエンコーダーが備える光学スケールを説明する平面図である。なお、図2では、センサーユニット3が光学スケール2に対して図2の紙面奥側に配置されており、光学スケール2を介してセンサーユニット3を透視して二点鎖線で図示している。
基板21は、発光素子32、33からの光に対する透過性を有する。基板21の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ガラス材料、樹脂材料等が挙げられる。なお、偏光部22および180°判別用トラック23を一体で構成する場合、基板21は、省略することが可能である。
偏光部22は、選択的にP偏光の光を透過し、S偏光の光を反射する偏光特性を有する。この偏光部22は、基板21の一方の面に沿って設けられ、例えば、発光素子32からの光に対する反射性を有する複数のワイヤーを互いに間隔を隔てて平行に並べて構成されている偏光パターンを有する。
180°判別用トラック23は、回動軸J1を中心とする円に沿って設けられ、回動軸J1に沿った方向から見たとき(以下、「平面視」とも言う)、回動軸J1を通る線分L1により二分される2つの領域231、232で構成されている。すなわち、180°判別用トラック23の周方向における360°の全範囲のうち、180°の範囲に領域231が設けられ、残りの180°の範囲に領域232が設けられている。
図3は、図1に示すエンコーダーが備える光出射部の構成例を示す平面図である。図4は、図3中のA−A線断面図である。図5は、図1に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。図6は、図1に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する模式的断面図である。
基板31は、回動軸J1まわりに回動しない部材(図示せず)に取り付けられる。基板31は、例えば、配線基板であり、発光素子32、33および受光素子34、35を支持するとともに、これらと電気的に接続されている。そして、基板31は、演算部6に図示しない配線を介して電気的に接続されている。
発光素子32は、例えば、面発光レーザー(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。この発光素子32は、所望方向に直線偏光した光を安定して出力する構成を有するものが好ましい。以下、好ましい発光素子32の一例を説明する。なお、「直線偏光」とは、電磁波(光)の振動面が一平面内にある光であり、言い換えれば、電場(または磁場)の振動方向が一定な光である。また、発光素子32(光出射部11)が出射する光は、直線偏光成分以外の成分が含まれていたり、偏光方向が変動したりしてもよいが、その場合、直線偏光成分以外の成分および偏光方向の変動のそれぞれができるだけ少ないこと(所望の直線偏光成分に対する他の成分量および偏光方向の変動角度のそれぞれが5%以下とすること)が好ましい。
基板41は、例えば、n型(第1導電型)のGaAs基板である。
図5に示すように、受光素子34は、平面視において、環状の受光面を有し、その内側に発光素子32が配置されている。同様に、受光素子35は、平面視において、環状の受光面を有し、その内側に発光素子33が配置されている。受光素子34は、受光素子35に対して回動軸J1側に配置されている。
図1に示す演算部6は、例えば、CPU(Central Processing Unit)およびSRAM(Static Random Access Memory)を含んで構成され、受光素子34、35からの信号を用いて、光学スケール2の回動状態を判断する機能を有する。この回動状態としては、例えば、回動位置、回動角度、回動速度、回動方向等が挙げられる。
以上、エンコーダー1の構成を説明した。以下、エンコーダー1の作用を説明する。
図8は、本発明の第2実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。図9は、図8に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。図10は、図8に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力(電流値)との関係を示すグラフである。
以上説明したような第2実施形態によっても、検出精度を向上させることができる。
図11は、本発明の第3実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。
以上説明したような第3実施形態によっても、検出精度を向上させることができる。
図12は、本発明の第4実施形態に係るエンコーダーを示す平面図である。図13は、図12に示すエンコーダーが備える光出射部および光検出部を説明する平面図である。図14は、図12に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力(電流値)との関係を示すグラフである。図15は、図12に示すエンコーダーの光学スケールの回転角度と光検出部の出力(電流値)との関係を示すグラフである。
以上説明したような第4実施形態によっても、検出精度を向上させることができる。
図16は、本発明のロボットの一例を示す側面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図16中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図16中の基台側を「基端」、その反対側(エンドエフェクター側)を「先端」と言う。また、図16の上下方向を「鉛直方向」とし、左右方向を「水平方向」とする。
Claims (13)
- 回動軸まわりに回動可能に設けられ、偏光特性を有する偏光部を備える光学スケールと、
直線偏光を前記偏光部に向けて出射する光出射部と、
前記光学スケールからの前記直線偏光を検出する光検出部と、を有することを特徴とするエンコーダー。 - 前記光出射部が面発光レーザーを有する請求項1に記載のエンコーダー。
- 前記面発光レーザーから出射される光の広がり角度が5°以上20°以下の範囲内にある請求項2に記載のエンコーダー。
- 前記面発光レーザーは、
基板と、
前記基板上に設けられている積層体と、
前記積層体の少なくとも側面に設けられている樹脂層と、を含み、
前記積層体は、第1ミラー層と、前記第1ミラー層に対して前記基板とは反対側に設けられている第2ミラー層と、前記第1ミラー層と前記第2ミラー層との間に設けられている活性層と、含み、
前記基板の厚さ方向から見た平面視において、第1方向における前記積層体の長さは、前記第1方向と直交する第2方向における前記積層体の長さよりも大きく、
前記平面視において、前記第1方向における前記樹脂層の長さは、前記第2方向における前記樹脂層の長さよりも大きい請求項2または3に記載のエンコーダー。 - 前記面発光レーザーは、前記回動軸に沿った方向から見たとき、前記光学スケールに重なっている請求項2ないし4のいずれか1項に記載のエンコーダー。
- 前記光検出部は、前記偏光部に向かい合っている受光素子を有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のエンコーダー。
- 前記偏光部は、複数の金属線を有する請求項1ないし6のいずれか1項に記載のエンコーダー。
- 前記光出射部は、直線偏光した光を前記偏光部に向けて出射する第1発光素子と、前記第1発光素子からの光の偏光方向に対して45°傾斜した方向で直線偏光した光を前記偏光部に向けて出射する第2発光素子と、を有する請求項1ないし7のいずれか1項に記載のエンコーダー。
- 前記光出射部は、前記第1発光素子からの光の偏光方向に対して90°傾斜した方向で直線偏光した光を前記偏光部に向けて出射する第3発光素子と、前記第2発光素子からの光の偏光方向に対して90°傾斜した方向で直線偏光した光を前記偏光部に向けて出射する第4発光素子と、を有する請求項8に記載のエンコーダー。
- 前記光出射部は、直線偏光した第1光を前記偏光部に向けて出射する第1発光素子と、直線偏光した第2光を前記偏光部に向けて出射する第2発光素子と、を有し、
前記光検出部は、前記偏光部からの前記第1光を受ける第1受光素子と、前記偏光部からの前記第2光を受ける第2受光素子と、を有し、
前記第1受光素子および前記第2受光素子は、前記光学スケールの回動に伴って、互いに45°位相がずれた信号を出力する請求項1ないし7のいずれか1項に記載のエンコーダー。 - 前記光出射部は、直線偏光した第3光を前記偏光部に向けて出射する第3発光素子と、直線偏光した第4光を前記偏光部に向けて出射する第4発光素子と、を有し、
前記光検出部は、前記偏光部からの前記第3光を受ける第3受光素子と、前記偏光部からの前記第4光を受ける第4受光素子と、を有し、
前記第1受光素子および前記第3受光素子は、前記光学スケールの回動に伴って、互いに90°位相がずれた信号を出力し、
前記第2受光素子および前記第4受光素子は、前記光学スケールの回動に伴って、互いに90°位相がずれた信号を出力する請求項10に記載のエンコーダー。 - 前記光出射部および前記光検出部は、前記光学スケールに対して同じ側に配置されている請求項1ないし11のいずれか1項に記載のエンコーダー。
- 請求項1ないし12のいずれか1項に記載のエンコーダーを備えることを特徴とするロボット。
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US15/493,817 US10184808B2 (en) | 2016-04-25 | 2017-04-21 | Encoder and robot having an optical scale with a polarizing portion |
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JP2017017058A Pending JP2017198652A (ja) | 2016-04-25 | 2017-02-01 | エンコーダーおよびロボット |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114543846A (zh) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | 精工爱普生株式会社 | 编码器单元、驱动装置以及机器人 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57102808U (ja) * | 1980-12-16 | 1982-06-24 | ||
JPS6058512A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Fanuc Ltd | 角位置検出装置 |
JPH0321820A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角エンコーダ |
JP2000205819A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式変位センサ |
JP2001317963A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式エンコーダ |
JP2003194586A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-09 | Fuji Xerox Co Ltd | 光学式エンコーダ及びエンコーダ用スケール |
JP2004340929A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式ロータリーエンコーダ |
JP2015119138A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 面発光レーザーおよび原子発振器 |
JP2015200677A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-11-12 | 日本精工株式会社 | 光学スケール及び光学式エンコーダ |
JP5822008B1 (ja) * | 2014-08-08 | 2015-11-24 | 日本精工株式会社 | 角度検出装置、この角度検出装置を備えるモータ、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び自動車 |
-
2017
- 2017-02-01 JP JP2017017058A patent/JP2017198652A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57102808U (ja) * | 1980-12-16 | 1982-06-24 | ||
JPS6058512A (ja) * | 1983-09-12 | 1985-04-04 | Fanuc Ltd | 角位置検出装置 |
JPH0321820A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回転角エンコーダ |
JP2000205819A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式変位センサ |
JP2001317963A (ja) * | 2000-05-09 | 2001-11-16 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式エンコーダ |
JP2003194586A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-09 | Fuji Xerox Co Ltd | 光学式エンコーダ及びエンコーダ用スケール |
JP2004340929A (ja) * | 2003-04-21 | 2004-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式ロータリーエンコーダ |
JP2015200677A (ja) * | 2011-10-31 | 2015-11-12 | 日本精工株式会社 | 光学スケール及び光学式エンコーダ |
JP2015119138A (ja) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 面発光レーザーおよび原子発振器 |
JP5822008B1 (ja) * | 2014-08-08 | 2015-11-24 | 日本精工株式会社 | 角度検出装置、この角度検出装置を備えるモータ、トルクセンサ、電動パワーステアリング装置及び自動車 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114543846A (zh) * | 2020-11-26 | 2022-05-27 | 精工爱普生株式会社 | 编码器单元、驱动装置以及机器人 |
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