JP2527728B2 - 光学式エンコ−ダ - Google Patents
光学式エンコ−ダInfo
- Publication number
- JP2527728B2 JP2527728B2 JP62035407A JP3540787A JP2527728B2 JP 2527728 B2 JP2527728 B2 JP 2527728B2 JP 62035407 A JP62035407 A JP 62035407A JP 3540787 A JP3540787 A JP 3540787A JP 2527728 B2 JP2527728 B2 JP 2527728B2
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- Japan
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- angular displacement
- light receiving
- pits
- light
- optical disk
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、物体の角変位を検出する光学式エンコーダ
に関する。
に関する。
背景技術 典型的な先行技術は、遮光性材料から成る円板状の回
転部材に、周方向に等間隔をあけて多数のスリツトを形
成し、回転部材の一方側に配置された光源から光を発射
し、スリツトを通して回転部材の他方側に配置された受
光素子によつて光を検出し、受光素子の出力を計数し、
これによつて角変位量を検出している。
転部材に、周方向に等間隔をあけて多数のスリツトを形
成し、回転部材の一方側に配置された光源から光を発射
し、スリツトを通して回転部材の他方側に配置された受
光素子によつて光を検出し、受光素子の出力を計数し、
これによつて角変位量を検出している。
発明が解決すべき問題点 このような先行技術では、検出精度を向上しようとす
れば、スリツトの数を増大しなければならず、そのため
にスリツトを小さくすることには限界があり、そのため
回転部材の外形を大形化しなければならず、構成が大形
化する。
れば、スリツトの数を増大しなければならず、そのため
にスリツトを小さくすることには限界があり、そのため
回転部材の外形を大形化しなければならず、構成が大形
化する。
本発明の目的は、高精度でしかも小形化が可能である
光学式エンコーダを提供することである。
光学式エンコーダ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、角変位を検出すべき物体に取付けられ、回
転軸線を中心とする一仮想円上にあるトラツク５に沿つ
て、周方向に等間隔をあけて、一定長さずつ延び、間隔
および長さよりも小さい幅を有する複数のピツト６が形
成される光デイスク３と、 トラツク５に沿うピツト６の列に、ピツト６間の間隔
およびピツト６の長さよりも小さいスポツト径となるよ
うに、レーザ光を照射するレーザ光源８と、 同一のスポツト内で、光デイスク３の周方向にずれた
位置におけるピツト６からの反射光をそれぞれ受光する
ように、隣接して配置される一対の受光素子12,13と、 各受光素子12,13からの出力の位相差に基づいて、光
デイスク３の角変位方向を判別する角変位方向判別回路
18と、 角変位方向判別回路18によつて判別された角変位方向
に従つて、受光素子12,13からの出力信号をアツプカウ
ントまたはダウンカウントするカウンタ20とを含むこと
を特徴とする光学式エンコーダである。
転軸線を中心とする一仮想円上にあるトラツク５に沿つ
て、周方向に等間隔をあけて、一定長さずつ延び、間隔
および長さよりも小さい幅を有する複数のピツト６が形
成される光デイスク３と、 トラツク５に沿うピツト６の列に、ピツト６間の間隔
およびピツト６の長さよりも小さいスポツト径となるよ
うに、レーザ光を照射するレーザ光源８と、 同一のスポツト内で、光デイスク３の周方向にずれた
位置におけるピツト６からの反射光をそれぞれ受光する
ように、隣接して配置される一対の受光素子12,13と、 各受光素子12,13からの出力の位相差に基づいて、光
デイスク３の角変位方向を判別する角変位方向判別回路
18と、 角変位方向判別回路18によつて判別された角変位方向
に従つて、受光素子12,13からの出力信号をアツプカウ
ントまたはダウンカウントするカウンタ20とを含むこと
を特徴とする光学式エンコーダである。
作 用 本発明に従えば、角変位を検出すべき物体に取付けら
れ、回転軸線を中心とする一仮想円上にあるトラツク５
に沿つて、周方向に等間隔をあけて、一定長さずつ延
び、間隔および長さよりも小さい幅を有する複数のピツ
ト６が形成される光デイツク３に、レーザ光源８からの
レーザ光をスポツト径がピツト６の長さおよびピツト６
間の間隔よりも小さくなるように照射する。このように
光デイスク３とレーザ光とを用いることによつて、先行
技術に関連して述べたスリツトよりも、格別に高精度で
角変位量を検出することが可能になる。
れ、回転軸線を中心とする一仮想円上にあるトラツク５
に沿つて、周方向に等間隔をあけて、一定長さずつ延
び、間隔および長さよりも小さい幅を有する複数のピツ
ト６が形成される光デイツク３に、レーザ光源８からの
レーザ光をスポツト径がピツト６の長さおよびピツト６
間の間隔よりも小さくなるように照射する。このように
光デイスク３とレーザ光とを用いることによつて、先行
技術に関連して述べたスリツトよりも、格別に高精度で
角変位量を検出することが可能になる。
同一のスポツト内で、光デイスク３の周方向にずれた
位置におけるピツト６からの反射光は、隣接して配置さ
れる一対の受光素子12,13によつて、それぞれ受光され
る。角変位方向判別回路18は、各受光素子12,13からの
出力の位相差に基づいて、光デイスク３の角変位方向を
判別する。角変位方向判別回路18によつて判別された角
変位方向に従つて、カウンタ20は、受光素子12,13から
の出力信号をアツプカウントまたはダウンカウントし、
その計数値で角変位位置を判別することができる。
位置におけるピツト６からの反射光は、隣接して配置さ
れる一対の受光素子12,13によつて、それぞれ受光され
る。角変位方向判別回路18は、各受光素子12,13からの
出力の位相差に基づいて、光デイスク３の角変位方向を
判別する。角変位方向判別回路18によつて判別された角
変位方向に従つて、カウンタ20は、受光素子12,13から
の出力信号をアツプカウントまたはダウンカウントし、
その計数値で角変位位置を判別することができる。
実施例 第１図は、本発明の一実施例の断面図である。産業用
ロボツトの作業端などを駆動するモータ１の出力軸２に
は、光デイスク３が固定されている。この光デイスク３
に近接して固定位置には、検出手段４が設けられる。
ロボツトの作業端などを駆動するモータ１の出力軸２に
は、光デイスク３が固定されている。この光デイスク３
に近接して固定位置には、検出手段４が設けられる。
第２図は、光デイスク３の平面図である。この光デイ
スク３は薄い円板状であり、その表面にはトラツク５に
沿つて周方向に等間隔をあけて多数のピツト６が形成さ
れる。トラツク５は、角変位を検出すべき物体である出
力軸２の回転軸線を中心とする一仮想円上にある。ピツ
ト６相互の間隔l1はたとえば２μｍであり、そのピツト
６の周方向の長さl2はたとえば２μｍであり、ピツト６
の半径方向の幅d1はたとえば0.5μｍである。参照符７
は、後述のレーザ光の光デイスク３上に照射されたスポ
ツト径であり、この直径d2はたとえば1.4〜２μｍであ
る。光デイスク３は、ポリカーボネート製の基体と、そ
の表面に形成されたアルミニウム層とを有し、このアル
ミニウム層上にピツト６が形成され、アルミ層の上には
透明な保護膜が形成される。ピツト６の幅d1は、間隔l1
およびピツト６の周方向の長さl2よりも小さい。レーザ
光のスポツト径d2は、間隔l1およびピツト６の周方向の
長さl2よりも小さい。
スク３は薄い円板状であり、その表面にはトラツク５に
沿つて周方向に等間隔をあけて多数のピツト６が形成さ
れる。トラツク５は、角変位を検出すべき物体である出
力軸２の回転軸線を中心とする一仮想円上にある。ピツ
ト６相互の間隔l1はたとえば２μｍであり、そのピツト
６の周方向の長さl2はたとえば２μｍであり、ピツト６
の半径方向の幅d1はたとえば0.5μｍである。参照符７
は、後述のレーザ光の光デイスク３上に照射されたスポ
ツト径であり、この直径d2はたとえば1.4〜２μｍであ
る。光デイスク３は、ポリカーボネート製の基体と、そ
の表面に形成されたアルミニウム層とを有し、このアル
ミニウム層上にピツト６が形成され、アルミ層の上には
透明な保護膜が形成される。ピツト６の幅d1は、間隔l1
およびピツト６の周方向の長さl2よりも小さい。レーザ
光のスポツト径d2は、間隔l1およびピツト６の周方向の
長さl2よりも小さい。
再び第１図を参照して、検出手段４において半導体レ
ーザ光源８からのレーザ光は、半透明反射鏡およびレン
ズ９を介して光デイスク３のトラツク５に沿うピツト６
にレーザ光を照射する。トラツク５上の反射光はレンズ
９からハーフミラー10を経て、さらにレンズ11を経て、
一対の受光素子12,13に導かれる。受光素子12,13は、光
デイスク３の周方向にずれた位置におけるピツト６から
の反射光をそれぞれ受光する。
ーザ光源８からのレーザ光は、半透明反射鏡およびレン
ズ９を介して光デイスク３のトラツク５に沿うピツト６
にレーザ光を照射する。トラツク５上の反射光はレンズ
９からハーフミラー10を経て、さらにレンズ11を経て、
一対の受光素子12,13に導かれる。受光素子12,13は、光
デイスク３の周方向にずれた位置におけるピツト６から
の反射光をそれぞれ受光する。
第３図（１）で示されるように、光デイスク３のピツ
ト６にレーザ光のスポツト７が部分的に照射されている
ときには、第４図（１）で示されるように受光素子12の
受光量は無地で示すように大きく、もう１つの受光素子
13の受光量は斜線を施して示すように小さい。したがつ
て受光素子12,13の各出力レベルは、第５図（１）およ
び第５図（２）の範囲Ａで参照符12a,13aでそれぞれ示
されるとおりとなる。
ト６にレーザ光のスポツト７が部分的に照射されている
ときには、第４図（１）で示されるように受光素子12の
受光量は無地で示すように大きく、もう１つの受光素子
13の受光量は斜線を施して示すように小さい。したがつ
て受光素子12,13の各出力レベルは、第５図（１）およ
び第５図（２）の範囲Ａで参照符12a,13aでそれぞれ示
されるとおりとなる。
光デイスク３が矢符14の方向に角変位して、第３図
（２）で示されるようにレーザ光のスポツト７がピツト
６に重なると、受光素子12,13の受光量は第４図（２）
で示されるようにいずれも小さくなり、その受光素子1
2,13の出力レベルは第５図（１）および第５図（２）の
範囲Ｂで示されるように小さい。
（２）で示されるようにレーザ光のスポツト７がピツト
６に重なると、受光素子12,13の受光量は第４図（２）
で示されるようにいずれも小さくなり、その受光素子1
2,13の出力レベルは第５図（１）および第５図（２）の
範囲Ｂで示されるように小さい。
光デイスク３がさらに角変位して、ピツト６の一部に
レーザ光のスポツト７が照射されるようになつたときに
は、第４図（３）で示されるように受光素子12の受光量
は小さくなり、受光素子13の受光量は大きくなる。これ
によつて第５図（１）および第５図（２）の範囲Ｃで示
されるように、受光素子12の出力レベルは小さいままで
あり、受光素子12の出力レベルは大きくなる。このよう
にして光デイスク３が第３図の矢符14で示されるように
角変位するとき、受光素子12,13の出力に位相差を生
じ、これによって角変位の方向14を判別することができ
る。また受光素子12,13のいずれか少なくとも一方の出
力を計数して、光デイスク３の角変位量を判別すること
ができる。
レーザ光のスポツト７が照射されるようになつたときに
は、第４図（３）で示されるように受光素子12の受光量
は小さくなり、受光素子13の受光量は大きくなる。これ
によつて第５図（１）および第５図（２）の範囲Ｃで示
されるように、受光素子12の出力レベルは小さいままで
あり、受光素子12の出力レベルは大きくなる。このよう
にして光デイスク３が第３図の矢符14で示されるように
角変位するとき、受光素子12,13の出力に位相差を生
じ、これによって角変位の方向14を判別することができ
る。また受光素子12,13のいずれか少なくとも一方の出
力を計数して、光デイスク３の角変位量を判別すること
ができる。
第６図は、受光素子12,13に関連する電気的構成を示
すブロツク図である。受光素子12,13からの出力は、増
幅回路16,17を介して角変位方向判別回路18に与えられ
る。角変位方向判別回路18は前述のとおり、受光素子1
2,13の位相差に基づいて光デイスク３が角変位方向14に
回転することを判別したとき、ライン19から受光素子12
の出力を導出し、アツプダウンカウンタ20をアツプカウ
ントして計数させ、また角変位方向14の逆方向に光デイ
スク３が角変位したときには、ライン21を介して受光素
子12の出力を導出し、これによつてカウンタ20はダウン
カウントして計数する。こうしてカウンタ20の計数値
は、光デイスク３の角変位位置を表わす。
すブロツク図である。受光素子12,13からの出力は、増
幅回路16,17を介して角変位方向判別回路18に与えられ
る。角変位方向判別回路18は前述のとおり、受光素子1
2,13の位相差に基づいて光デイスク３が角変位方向14に
回転することを判別したとき、ライン19から受光素子12
の出力を導出し、アツプダウンカウンタ20をアツプカウ
ントして計数させ、また角変位方向14の逆方向に光デイ
スク３が角変位したときには、ライン21を介して受光素
子12の出力を導出し、これによつてカウンタ20はダウン
カウントして計数する。こうしてカウンタ20の計数値
は、光デイスク３の角変位位置を表わす。
効 果 以上のように本発明によれば、角変位を検出すべき物
体に取付けられる光デイスク３と、スポツト径がピツト
６の長さおよびピツト６間の間隔よりも小さくなるよう
に照射されるレーザ光とを用いることによつて、物体の
角変位位置を高精度で検出することが可能になる。しか
も、同一のスポツト内で、光デイスク３の周方向にずれ
た位置におけるピツト６からの反射光は、隣接して配置
される一対の受光素子12,13によつて、それぞれ受光さ
れるので、構成を小形化することができる。したがつ
て、たとえば産業用ロボツトなどに関連して本発明を好
適に実施することができ、用途が拡大される。光デイス
ク３のピツト６は周方向に形成すればよいので、半径方
向にスリツトを形成するよりも容易に製造することがで
きる。レーザ光源８と、ピツト６からの反射光を受光す
る隣接して配置される一対の受光素子12,13は、半導体
製造技術によつて大量生産が可能であり、原価の低減を
図ることができる。
体に取付けられる光デイスク３と、スポツト径がピツト
６の長さおよびピツト６間の間隔よりも小さくなるよう
に照射されるレーザ光とを用いることによつて、物体の
角変位位置を高精度で検出することが可能になる。しか
も、同一のスポツト内で、光デイスク３の周方向にずれ
た位置におけるピツト６からの反射光は、隣接して配置
される一対の受光素子12,13によつて、それぞれ受光さ
れるので、構成を小形化することができる。したがつ
て、たとえば産業用ロボツトなどに関連して本発明を好
適に実施することができ、用途が拡大される。光デイス
ク３のピツト６は周方向に形成すればよいので、半径方
向にスリツトを形成するよりも容易に製造することがで
きる。レーザ光源８と、ピツト６からの反射光を受光す
る隣接して配置される一対の受光素子12,13は、半導体
製造技術によつて大量生産が可能であり、原価の低減を
図ることができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は光デイス
ク３の平面図、第３図はピツト６と光スポツト７との関
連を示す平面図、第４図は一対の受光素子12,13の受光
量を簡略化して示す図、第５図は受光素子12,13の出力
波形図、第６図は受光素子12,13に関連する電気的構成
を示すブロツク図である。 ２……出力軸、３……光デイスク、４……検出手段、５
……トラツク、６……ピツト、７……スポツト、８……
半導体レーザ光源、9,11……レンズ、10……反射光、1
2,13……受光素子、16,17……増幅回路、18……角変位
方向判別回路、20……アツプダウンカウンタ
ク３の平面図、第３図はピツト６と光スポツト７との関
連を示す平面図、第４図は一対の受光素子12,13の受光
量を簡略化して示す図、第５図は受光素子12,13の出力
波形図、第６図は受光素子12,13に関連する電気的構成
を示すブロツク図である。 ２……出力軸、３……光デイスク、４……検出手段、５
……トラツク、６……ピツト、７……スポツト、８……
半導体レーザ光源、9,11……レンズ、10……反射光、1
2,13……受光素子、16,17……増幅回路、18……角変位
方向判別回路、20……アツプダウンカウンタ
Claims (1)
- 【請求項１】角変位を検出すべき物体に取付けられ、回
転軸線を中心とする一仮想円上にあるトラツク５に沿つ
て、周方向に等間隔をあけて、一定長さずつ延び、間隔
および長さよりも小さい幅を有する複数のピツト６が形
成される光デイスク３と、 トラツク５に沿うピツト６の列に、ピツト６間の間隔お
よびピツト６の長さよりも小さいスポツト径となるよう
に、レーザ光を照射するレーザ光源８と、 同一のスポツト内で、光デイスク３の周方向にずれた位
置におけるピツト６からの反射光をそれぞれ受光するよ
うに、隣接して配置される一対の受光素子12,13と、 各受光素子12,13からの出力の位相差に基づいて、光デ
イスク３の角変位方向を判別する角変位方向判別回路18
と、 角変位方向判別回路18によつて判別された角変位方向に
従つて、受光素子12,13からの出力信号をアツプカウン
トまたはダウンカウントするカウンタ20とを含むことを
特徴とする光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035407A JP2527728B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光学式エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035407A JP2527728B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光学式エンコ−ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201520A JPS63201520A (ja) | 1988-08-19 |
| JP2527728B2 true JP2527728B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=12441034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62035407A Expired - Lifetime JP2527728B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光学式エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527728B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4853076B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2012-01-11 | 株式会社ジェイ・エム・エス | 口腔内吸引具 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195118A (ja) * | 1983-04-21 | 1984-11-06 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ |
| JPH0612268B2 (ja) * | 1983-06-03 | 1994-02-16 | 三菱電機株式会社 | 光学式エンコーダ |
| JP2508428B2 (ja) * | 1986-10-03 | 1996-06-19 | ソニー株式会社 | 光学式エンコ−ダ |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62035407A patent/JP2527728B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63201520A (ja) | 1988-08-19 |
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