JP3635440B2

JP3635440B2 - Rotary encoder

Info

Publication number: JP3635440B2
Application number: JP28193296A
Authority: JP
Inventors: 克彦金; 惣一高野; 三郎星野
Original assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Current assignee: Koyo Electronics Industries Co Ltd
Priority date: 1996-10-24
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2016-10-24
Also published as: JPH10122907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
光電式のロータリエンコーダには、被検回転体の回転角がデジタルの絶対値でパルス出力されるアブソリュート（absolute）型と、被検回転体の予め定められた基準の位置（原点）からの回転角や回転量がパルス出力されるインクリメンタル型（incremental ）がある。
本発明はインクリメンタル型のロータリエンコーダに係り、さらに詳しくは回転するスリット円板と固定スリット板に形成された各スリットの透過光で多相のパルス信号を出力させるロータリエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２相出力のインクリメンタル型ロータリエンコーダの原理的な構成が図６に示され、その出力波形が図７に示されている。
図６と図７において、Ｓ1 とＳ2 は共に等しい幅と間隔で交互的な明暗（透過と遮蔽）のスリット群ｓ1 とｓ2 （総称）を設けた回転スリツト板と固定スリット板、Ｌa ，Ｌb は投光素子、Ｐa ，Ｐb は受光素子である。投光素子Ｌa ，Ｌb には電気信号を光信号に変換する赤外発光ダイオードの如き電気−光変換素子が用いられ、受光素子Ｐa ，Ｐb には光信号を電気信号に変換するフォトダイオードやフォトトランジスタ等の光−電気変換素子が適用される。
【０００３】
受光素子Ｐa とＰb は、回転スリツト板Ｓ1 と固定スリット板Ｓ2 を介して投光素子Ｌa とＬb にほぼ同一光軸上で対向している。固定スリット板Ｓ2 上で投光素子Ｌb に対向する複数のスリットｓ2bは、受光素子Ｐa の出力に対して受光素子Ｐb の出力に位相差△Ｆを与える位置に形成されている。そして、回転スリット円板Ｓ1 が矢印方向に回転すると、投光素子Ｌa からの投射光束は固定スリット板Ｓ2 と回転スリット板Ｓ1 に設けられた光軸付近を通過する複数のスリットｓ2aとｓ1a（共に詳しい図示を省略）を透過して受光素子Ｐa に受光されるようになっている。
【０００４】
同様にして、固定スリット板Ｓ2 と回転スリット板Ｓ1 上の光軸付近の複数のスリットｓ2bとｓ1bを透過した投光素子Ｌb からの投射光束が、受光素子Ｐa への受光に対し位相差△Ｆが与えられて受光素子Ｐb に受光される。図７（ａ）のＡ相とＢ相は受光素子Ｐa とＰb の出力波形、図７（ｂ）のＡ相とＢ相は上記（ａ）の整形後のパルス波形である。普通、Ａ相とＢ相の出力パルスの位相差△Ｆは、出力パルスのカウントが均一になるように波形の一周期Ｆ（３６０°）に対する百分率の２５％（９０゜）に設定される。
【０００５】
Ａ相とＢ相の出力パルスの２５％の位相差△Ｆの設定は、図８に示すように固定スリット板Ｓ2 上の２組のスリットｓ2b，ｓ2aの相対的な位置のズレ量を選定して行われる。即ち、Ａ，Ｂ両相側のスリットｓ2a，ｓ2b間の距離をＤ、スリットの幅をｄとすると、次のような関係に選ばれている。
Ｄ＝ｎｄ±０．２５ｎｄ …（１）
ただし、ｎ＝正の整数
このようにして、２組の投，受光素子Ｌa ，Ｐa 及びＬb ，Ｐb を光軸上に対向配置した構成の場合は、Ｂ相の出力に図９に示されたような目的とする２５％の位相差のパルス波形が得られる。なお、（１）式の±は回転スリット板Ｓ1 の正逆回転の方向性を示し、図９のｔは時間軸である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロータリエンコーダに限らず機器類を構成する部品数を可及的に減らして小型化すれば、コスト低下に寄与し、又これを使用する設備も小さくでき商品の価値が向上する。そこで、部品数を減少して小型化するために、前記従来のロータリエンコーダにおける２つの投光素子Ｌa とＬb を単一の投光素子に減らすことが企画される。この場合、スリット間隔が大きいときは問題がないが、小型化をしスリット間隔が狭くなると後述する投射光束の不平行性に基づいて位相差△Ｆが変動する。
【０００７】
このため、ロータリエンコーダの形状を小型にし、スリット間隔を狭くしようとしても、位相差△Ｆの変動により小型化等の企画の実施が制約されることになる。上記の制約を解除するためには、投光素子Ｌa ，Ｌb の光源を大型にして見掛け上の不平行をゼロにするか、新たに光学系を付設して完全な平行光束を得るように構成することが必要になる。しかしながら、これらの制約の解除対策は、いずれも装置の小型化やローコスト化或いは作業性とは相反することになる等の問題点があった。
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解消するために成されたもので、単一の投光素子で構成したにも拘わらず簡単な操作で出力波形間に目的の位相差が得られ、もって部品数が減少して装置の小型化が達成できる多相出力型のロータリエンコーダーを実現することを目的にしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るロータリエンコーダは、単一の投光素子から投射された光を、その光軸を挟んで固定スリット板に形成されたスリットと回転スリット円板に形成された同心円状のスリットとに透過し、複数の受光素子で受光して目標の位相差の有する多相のパルス信号を出力するロータリエンコーダにおいて、目標の位相差の有する多相のパルス信号が得られるように、投光素子の発散角度と固定スリット板及び回転スリット円板の間隔とに基づいてズレ量を算出し、このズレ量を考慮して前記固定スリット板のスリット位置をオフセット補正をしたものである。
【００１０】
また、この発明は、単一の投光素子から投射された光を、その光軸を挟んで固定スリット板に形成された２組のスリット群と回転スリット円板に形成された同心円状のスリット群とに透過し、２つの受光素子で受光して目標の２５％位相差の有する２相のパルス信号を出力するロータリエンコーダにおいて、目標の２５％位相差の有する２相のパルス信号が得られるように、投光素子の発散角度と固定スリット板及び回転スリット円板の間隔とに基づいてズレ量を算出し、このズレ量を考慮して前記固定スリット板を光軸方向に移動してオフセット補正をしたものである。
【００１１】
追って詳述するが、本発明においては固定スリット板上の２組のスリット群が、予め投射光束の発散角度に応じてオフセット補正が加えられている。固定スリット板と回転スリット板の間隔及びスリット間隔及び発散角度のそれぞれの値を算出式に代入すると、ズレ量δが求められる。求められたδの値を用いて、固定スリット板上のＡ，Ｂ両相のスリットの位置が簡単に補正される。また、δの値の百分率で、位相差が算出される。この結果、本発明のロータリエンコーダーによれば、Ａ相の波形に対して、理想的な２５％の位相差を持ったＢ相の波形が得られるようになっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１の要部の模式図、図２は本発明の実施形態１の構成を示す断面図である。本発明の実施形態でも２相式の光電式ロータリエンコーダを例示したが、構成部材の大部分に前述と異なる数字符号を用いて少し詳しく説明する。
【００１３】
図１と図２において、１は光電式のロータリエンコーダ、２はハウジングの本体である。３は被検回転体が取り付けられる回転シャフト、４は軸受けである。回転シャフト３は軸受け４により、本体２に回転可能に軸受けされている。５はプリント基板、６は基板５に取付けられ前面にレンズ６０を設けた単一の投光素子である。投光素子６には、後で説明するような発散角度を持つ赤外発光ダイオードの如き電気−光変換素子が用いられている。
【００１４】
７は固定スリット板、８は回転スリット板である。固定スリット板７は本体２に固定され、回転スリット板８は回転シャフト３に取り付けられている。７１と７２は固定スリット板７に設けられた２組の固定スリット群、８０はスリット群で回転スリット板８の周辺部の全周において、放射方向に微少幅の多数の溝を同心円状にして形成されている。固定スリット板７は僅かな間隔を空けて回転スリツト板８の手前に平行して設けられ、スリット群８０に対向する同一形状の２組の固定スリット群７１と７２を投光素子６の光軸Ｏ−Ｏを中心にして距離Ｄを隔てて両側に設けている。
【００１５】
９は受光板、１１は受光板９を取り付けた円形のプリント基板、１２は円形基板１１を固定して本体２に連結したスタッドである。受光板９の受光部にはフォトダイオードやフォトトランジスタ等が用いられ、固定スリット板７上の２組の固定スリット群７１，７２に対向して投射光束を受光する受光素子９１，９２が設けられている。スリット群７１，８１と７２，８２により、それぞれＡ相側とＢ相側のスリットを構成する。そして、上記固定スリット板７に設けられたスリット群７１，７２は、次に説明する算出式で算出された補正値を用いてそれぞれ光軸Ｏ−Ｏ側に変位させるようなオフセット補正が成されている。
【００１６】
一般に、この種の装置に使用される赤外発光ダイオード（ＬＥＤ）の投射光束の光束は完全な平行光線となるのが良いのだが、実際には、投射方向に向かって僅かな角度ωで立体角状に発散する光束（ωを仮に発散角度と呼ぶ）になっている。このため、図３に示すように、２５（％）に設定された位相差に対してズレδが発生する。ここで、図示のように固定スリット板７と回転スリット板８の間隔をＭ（μｍ）、発散角度をω（°）とすると、２５（％）に設定された位相差に対するズレδ（μｍ）は次式により求められる。
δ＝２Ｍｔａｎ（ω／２） …（２）
また、スリット間隔をＮ（μｍ）とすると、位相差△Ｆが次の（３）から算出される。
△Ｆ＝δ／Ｎ（％） …（３）
【００１７】
再び図２に戻り、１４は円形基板１１の実相面に実装されたＩＣやソケット等の電子部品、１５はカバー、１６はシールドケーブルである。また、１７は回転シャフト３の周りに形成されたオイルシール、１８はＯリングである。
【００１８】
このような構成の本発明のロータリーエンコーダ１において、被検回転体が矢印のように時計方向に回転すると、回転シャフト３を介して回転スリット板８が回転シャフト３を中心に一体に回転する。投光素子６から投射された光束の一部は、先ず固定スリット板７上の２組の固定スリット群７１，７２を透過する。固定スリット群７１，７２を透過して２方向に向かった透過光束は、更に直進して多数のスリット群８０のうちのほぼ距離Ｄを隔てて設けられた回転スリット板７上のスリット群８１と８２を透過する。
【００１９】
そして、回転スリット板７の裏側に対向して配置された受光板９の受光素子９１と９２に受光され、前記のように受光量が電気信号に変換されてからパルス整形される。本発明においては前述のように、固定スリット板７上の固定スリット群７１，７２が、予め発散角度ωに応じてオフセット補正が加えられている。この結果、Ａ相の波形に対して、２５％の目的の位相差を持ったＢ相の波形が得られるようになっている。
【００２０】
オフセット補正前後の投光素子６とスリット群７１，７２，８０との相対的な関係が、図３と図４に示されている。また、このときの整形波形が、図５の（ａ），（ｂ）に示されている。
因みに、発散角度をωを７（°）とし、固定スリット板７と回転スリット板８の間隔をＭ（μｍ）及びスリット間隔をＮ（μｍ）をそれぞれ６０及び４０として、前記（２）式に代入すると、

δの値を（３）式に代入して、次のように位相差△Ｆの波長に対するパーセントの値が算出される。

【００２１】
角度の補正量に対する位相差（百分率）の関係を求めた実測結果によれば、次表のような値が得られた。

上記の表に示すように補正を行わなかったときの位相差８（％）が、補正値７．０を与えることにより、（５）式の１８（％）がくわえられて２６（％）となり、目標の２５（％）に近い位相差を設定することができる。
【００２２】
なお、上述の本発明の実施形態では７゜の発散角度のＬＥＤを用いて２相式のロータリエンコーダの場合を例示して説明したが、７゜以外で３相以上の場合にも本発明を適用することができる。回転スリット板と固定スリット板との配置関係が、投光側に固定スリット板を配置したが、投光側に回転スリット板を配置した場合にも本発明を適用することができる。さらに、実施形態１の要部を示した図１で各１個の代表的な固定スリット７１と７２を示して補正した場合で説明したが、複数のスリット群のスリットそれぞれについてオフセット補正するようにしてもよい。個別的なオフセット補正を実施すれば、一層正確な位相差を求めることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、目標の位相差の有する多相のパルス信号が得られるように、投光素子の発散角度と固定スリット板及び回転スリット円板の間隔とに基づいてズレ量を算出し、このズレ量を考慮して前記固定スリット板のスリット位置をオフセット補正をしたので、投光素子が単一であっても簡単な操作で出力波形間に目標の位相差が得られ、もって部品数が減少して装置の小型化を達成できる多相出力型のロータリエンコーダーを提供することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、目標の２５％位相差の有する２相のパルス信号が得られるように、投光素子の発散角度と固定スリット板及び回転スリット円板の間隔とに基づいてズレ量を算出し、このズレ量を考慮して前記固定スリット板を光軸方向に移動してオフセット補正をしたので、投光素子が単一であっても簡単な操作で出力波形間に目標の２５％位相差が得られ、もって部品数が減少して装置の小型化を達成できる多相出力型のロータリエンコーダーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部の模式図である。
【図２】本発明の実施形態１の構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態１の補正前の動作を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態１の補正後の動作を示す説明図である。
【図５】補正前後の出力波形を示す説明図である。
【図６】従来のロータリエンコーダの構成を示す斜視図である。
【図７】従来のロータリエンコーダの出力波形を示す説明図である。
【図８】従来のロータリエンコーダのスリットの配置を示す平面図である。
【図９】目的の位相差の出力波形を示す平面図である。
【符号の説明】
１ロータリエンコーダ
２ハウジングの本体
３回転シャフト
６投光素子
７固定スリット板
８回転スリット板
９受光板
６０レンズ
７１固定スリット群
７２固定スリット群
８０スリット群
８１スリット群
８２スリット群
９１受光素子
９２受光素子
ｄスリットの幅
Ｄ固定スリット相互の距離
Ｍ回転スリット板と固定スリット板の間隔
Ｎスリット間隔（波長、一周期）
Ｏ−Ｏ光軸
ω 発散角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The photoelectric rotary encoder has an absolute type in which the rotation angle of the test rotating body is output as a pulse with a digital absolute value, and rotation from a predetermined reference position (origin) of the test rotating body. There is an incremental type in which the angle and rotation amount are output in pulses.
The present invention relates to an incremental rotary encoder, and more particularly to a rotary encoder that outputs a multi-phase pulse signal with transmitted light of each slit formed in a rotating slit disk and a fixed slit plate.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows the basic configuration of a conventional two-phase output incremental rotary encoder, and FIG. 7 shows the output waveform.
In FIG. 6 and FIG. 7, S1 and S2 are both rotary slit plates and fixed slit plates La and Lb provided with slit groups s1 and s2 (generic name) of alternating light and darkness (transmission and shielding) with equal width and spacing. Light projecting elements Pa and Pb are light receiving elements. An electro-optical conversion element such as an infrared light emitting diode that converts an electric signal into an optical signal is used for the light projecting elements La and Lb, and a photodiode or photo that converts an optical signal into an electric signal is used for the light receiving elements Pa and Pb. A photoelectric conversion element such as a transistor is applied.
[0003]
The light receiving elements Pa and Pb are opposed to the light projecting elements La and Lb on the substantially same optical axis via the rotary slit plate S1 and the fixed slit plate S2. A plurality of slits s2b facing the light projecting element Lb on the fixed slit plate S2 are formed at positions that give a phase difference ΔF to the output of the light receiving element Pb with respect to the output of the light receiving element Pa. When the rotating slit disk S1 rotates in the direction of the arrow, the projected light beam from the light projecting element La passes through a plurality of slits s2a and s1a (both passing through the vicinity of the optical axis provided in the fixed slit plate S2 and the rotating slit plate S1). Light is received by the light receiving element Pa through the light.
[0004]
Similarly, the light flux projected from the light projecting element Lb transmitted through the plurality of slits s2b and s1b near the optical axis on the fixed slit plate S2 and the rotating slit plate S1 is phase-difference ΔF with respect to the light received by the light receiving element Pa. Is received by the light receiving element Pb. The A phase and the B phase in FIG. 7A are output waveforms of the light receiving elements Pa and Pb, and the A phase and the B phase in FIG. 7B are the pulse waveforms after the shaping in the above (a). Normally, the phase difference ΔF between the A-phase and B-phase output pulses is set to 25% (90 °) of the percentage of one period F (360 °) of the waveform so that the output pulse counts are uniform.
[0005]
The setting of the phase difference ΔF of 25% of the A-phase and B-phase output pulses is made by selecting the relative displacement between the two sets of slits s2b and s2a on the fixed slit plate S2 as shown in FIG. Done. That is, when the distance between the slits s2a and s2b on both A and B phases is D and the slit width is d, the following relationship is selected.
D = nd ± 0.25 nd (1)
However, n = a positive integer In this way, in the case of a configuration in which two sets of projection and light receiving elements La, Pa and Lb, Pb are arranged opposite to each other on the optical axis, the output of the B phase is shown in FIG. A pulse waveform having a target phase difference of 25% can be obtained. In the equation (1), ± indicates the direction of forward / reverse rotation of the rotary slit plate S1, and t in FIG. 9 is a time axis.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if it reduces not only a rotary encoder but the number of parts which comprise equipment as much as possible, it will contribute to a cost reduction and the equipment which uses this can also be made small, and the value of goods will improve. Therefore, in order to reduce the size by reducing the number of parts, it is planned to reduce the two light projecting elements La and Lb in the conventional rotary encoder to a single light projecting element. In this case, there is no problem when the slit interval is large, but when the size is reduced and the slit interval is narrowed, the phase difference ΔF varies based on the non-parallelism of the projected light beam described later.
[0007]
For this reason, even if it is attempted to reduce the shape of the rotary encoder and reduce the slit interval, implementation of planning such as miniaturization is restricted due to fluctuations in the phase difference ΔF. In order to release the above restrictions, the light source of the light projecting elements La and Lb is made large so that the apparent non-parallelism becomes zero, or a new optical system is added to obtain a completely parallel light beam. It becomes necessary to do. However, all the measures for releasing these restrictions have problems such as downsizing of the apparatus, low cost, and conflicting with workability.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a desired phase difference can be obtained between output waveforms with a simple operation despite the fact that it is composed of a single light projecting element. The purpose of this invention is to realize a multi-phase output type rotary encoder capable of reducing the number of parts and reducing the size of the apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the rotary encoder according to the present invention , light projected from a single light projecting element is divided into a slit formed in a fixed slit plate and a concentric slit formed in a rotary slit disc across the optical axis. In a rotary encoder that transmits and receives light by a plurality of light receiving elements and outputs a multiphase pulse signal having a target phase difference, a multiphase pulse signal having a target phase difference is obtained. The amount of deviation is calculated based on the divergence angle and the interval between the fixed slit plate and the rotary slit disc, and the slit position of the fixed slit plate is offset-corrected in consideration of this amount of deviation .
[0010]
In addition, the present invention provides two sets of slit groups formed on a fixed slit plate and concentric slits formed on a rotating slit disc with the optical axis sandwiched between light projected from a single light projecting element. transmitted to the group, in two rotary encoders you output two-phase pulse signals having a 25% retardation of the target and received by the light receiving element, two-phase pulse signals having a 25% phase difference target obtained As described above, the amount of deviation is calculated based on the divergence angle of the light projecting element and the interval between the fixed slit plate and the rotary slit disc, and the fixed slit plate is moved in the optical axis direction in consideration of the amount of deviation. The offset is corrected.
[0011]
As will be described in detail later, in the present invention, two sets of slit groups on the fixed slit plate are previously offset-corrected according to the divergence angle of the projected light beam. Substituting the respective values of the interval between the fixed slit plate and the rotating slit plate, the slit interval, and the divergence angle into the calculation formula, the deviation amount δ is obtained. Using the obtained value of δ, the positions of the slits of both phases A and B on the fixed slit plate are easily corrected. Further, the phase difference is calculated as a percentage of the value of δ. As a result, according to the rotary encoder of the present invention, a B-phase waveform having an ideal phase difference of 25% with respect to the A-phase waveform can be obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a schematic view of a main part of Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of Embodiment 1 of the present invention. In the embodiment of the present invention, a two-phase photoelectric rotary encoder has been exemplified, but a detailed description will be given using most of the constituent members using numerical symbols different from those described above.
[0013]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a photoelectric rotary encoder, and 2 denotes a housing main body. Reference numeral 3 denotes a rotating shaft to which a test rotating body is attached, and 4 denotes a bearing. The rotating shaft 3 is rotatably supported by the main body 2 by a bearing 4. Reference numeral 5 denotes a printed circuit board, and 6 denotes a single light projecting element attached to the board 5 and provided with a lens 60 on the front surface. As the light projecting element 6, an electro-optical conversion element such as an infrared light emitting diode having a divergence angle as described later is used.
[0014]
7 is a fixed slit plate, and 8 is a rotary slit plate. The fixed slit plate 7 is fixed to the main body 2, and the rotary slit plate 8 is attached to the rotary shaft 3.

Reference numerals

71 and 72 denote two sets of fixed slit groups provided on the fixed slit plate 7, and reference numeral 80 denotes a slit group. A plurality of grooves having a very small width in the radial direction are formed concentrically around the entire periphery of the rotary slit plate 8. Is formed. The fixed slit plate 7 is provided in parallel with the front of the rotary slit plate 8 with a slight space therebetween, and two sets of fixed

slit groups

71 and 72 having the same shape facing the slit group 80 are connected to the optical axis of the light projecting element 6. It is provided on both sides with a distance D around OO.
[0015]
Reference numeral 9 denotes a light receiving plate, 11 denotes a circular printed circuit board to which the light receiving plate 9 is attached, and 12 denotes a stud fixed to the circular substrate 11 and connected to the main body 2. A photodiode, a phototransistor, or the like is used for the light-receiving portion of the light-receiving plate 9, and light-receiving

elements

91 and 92 that receive the projected light beam are provided facing the two sets of fixed

slit groups

71 and 72 on the fixed slit plate 7. ing. The slit groups 71, 81 and 72, 82 constitute the A-phase side and B-phase side slits, respectively. Then, the

slit groups

71 and 72 provided in the fixed slit plate 7 are offset-corrected so as to be displaced to the optical axis OO side, respectively, using the correction value calculated by the calculation formula described below. ing.
[0016]
In general, it is desirable that the luminous flux of the infrared light emitting diode (LED) used in this type of device be a perfectly parallel light beam. The light beam diverges in a square shape (ω is temporarily called a divergence angle). For this reason, as shown in FIG. 3, a deviation δ occurs with respect to the phase difference set to 25 (%). Here, when the interval between the fixed slit plate 7 and the rotary slit plate 8 is M (μm) and the divergence angle is ω (°) as shown in the figure, a deviation δ (μm) with respect to the phase difference set to 25 (%). Is obtained by the following equation.
δ = 2M tan (ω / 2) (2)
When the slit interval is N (μm), the phase difference ΔF is calculated from the following (3).
ΔF = δ / N (%) (3)
[0017]
Returning to FIG. 2 again, 14 is an electronic component such as an IC or socket mounted on the actual phase surface of the circular substrate 11, 15 is a cover, and 16 is a shielded cable. Reference numeral 17 denotes an oil seal formed around the rotary shaft 3, and 18 denotes an O-ring.
[0018]
In the rotary encoder 1 of the present invention having such a configuration, when the test rotating body rotates clockwise as indicated by an arrow, the rotating slit plate 8 rotates integrally around the rotating shaft 3 via the rotating shaft 3. Part of the light beam projected from the light projecting element 6 first passes through two sets of fixed

slit groups

71 and 72 on the fixed slit plate 7. The transmitted light beam that has passed through the fixed

slit groups

71 and 72 and directed in two directions further advances straight and is formed with a slit group 81 on the rotary slit plate 7 provided at a distance D from among the many slit groups 80. 82 is transmitted.
[0019]
Then, the light is received by the

light receiving elements

91 and 92 of the light receiving plate 9 disposed to face the back side of the rotary slit plate 7, and the received light amount is converted into an electric signal as described above, and then pulse shaped. In the present invention, as described above, the fixed

slit groups

71 and 72 on the fixed slit plate 7 are previously offset-corrected according to the divergence angle ω. As a result, a B-phase waveform having a target phase difference of 25% with respect to the A-phase waveform can be obtained.
[0020]
The relative relationship between the light projecting element 6 and the

slit groups

71, 72, and 80 before and after offset correction is shown in FIGS. In addition, the shaped waveform at this time is shown in FIGS.
Incidentally, the divergence angle is set to 7 (°), the distance between the fixed slit plate 7 and the rotary slit plate 8 is set to M (μm), and the slit interval is set to 60 (40) and 40 (40), respectively. Substituting

By substituting the value of δ into the equation (3), the percentage value of the phase difference ΔF with respect to the wavelength is calculated as follows.

[0021]
According to the actual measurement result of obtaining the relationship of the phase difference (percentage) to the angle correction amount, the values shown in the following table were obtained.

As shown in the above table, when the correction is not performed, the phase difference 8 (%) gives the correction value 7.0, so that 18 (%) in the equation (5) is added to 26 (%). The phase difference close to the target 25 (%) can be set.
[0022]
In the above-described embodiment of the present invention, the case of a two-phase rotary encoder using an LED having a divergence angle of 7 ° has been described as an example. However, the present invention is also applied to a case of three or more phases other than 7 °. Can be applied. As for the arrangement relationship between the rotating slit plate and the fixed slit plate, the fixed slit plate is arranged on the light projecting side, but the present invention can also be applied when the rotating slit plate is arranged on the light projecting side. Further, in FIG. 1 showing the main part of the first embodiment, one representative fixed slit 71 and 72 is illustrated and corrected, but the offset correction is performed for each of the slits of the plurality of slit groups. May be. If individual offset correction is performed, a more accurate phase difference can be obtained.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the amount of deviation is based on the divergence angle of the light projecting element and the interval between the fixed slit plate and the rotary slit disc so that a multiphase pulse signal having a target phase difference can be obtained. Since the offset of the slit position of the fixed slit plate is corrected in consideration of this amount of deviation , the target phase difference can be obtained between the output waveforms with a simple operation even if a single light projecting element is used. Therefore, it is possible to provide a multi-phase output type rotary encoder that can reduce the number of parts and achieve downsizing of the apparatus.
[0024]
Further, according to the present invention, the amount of deviation is based on the divergence angle of the light projecting element and the interval between the fixed slit plate and the rotating slit disc so that a two-phase pulse signal having a target 25% phase difference can be obtained. Since the offset is corrected by moving the fixed slit plate in the direction of the optical axis in consideration of the amount of deviation , even if there is a single light projecting element, the

target

25 between the output waveforms can be obtained with a simple operation. It is possible to provide a multi-phase output type rotary encoder that can obtain a % phase difference and can reduce the number of parts and achieve downsizing of the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation before correction according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation after correction according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing output waveforms before and after correction.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a conventional rotary encoder.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an output waveform of a conventional rotary encoder.
FIG. 8 is a plan view showing the arrangement of slits in a conventional rotary encoder.
FIG. 9 is a plan view showing an output waveform of a target phase difference.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary encoder 2 Housing body 3 Rotating shaft 6 Light projecting element 7 Fixed slit plate 8 Rotating slit plate 9 Light receiving plate 60 Lens 71 Fixed slit group 72 Fixed slit group 80 Slit group 81 Slit group 82 Slit group 91 Light receiving element 92 Light receiving element d Width of slit D Distance between fixed slits M Distance between rotating slit plate and fixed slit plate N Slit interval (wavelength, one cycle)
OO Optical axis ω Divergence angle

Claims

Light projected from a single light projecting element is transmitted through a slit formed in a fixed slit plate and a concentric slit formed in a rotating slit disk across the optical axis, and is received by a plurality of light receiving elements. In a rotary encoder that receives light and outputs a multi-phase pulse signal having a target phase difference,
The amount of deviation is calculated based on the divergence angle of the light projecting element and the interval between the fixed slit plate and the rotary slit disc so that a multi-phase pulse signal having a target phase difference is obtained. A rotary encoder characterized in that offset correction is performed on the slit position of the fixed slit plate in consideration of the above .

The light projected from a single light projecting element is transmitted through two sets of slit groups formed on a fixed slit plate and a concentric slit group formed on a rotating slit disc across the optical axis , in the rotary encoder you output the two-phase pulse signals having a 25% retardation of the target is received by two light receiving elements,
In order to obtain a two-phase pulse signal having a target 25% phase difference, a deviation amount is calculated based on the divergence angle of the light projecting element and the interval between the fixed slit plate and the rotary slit disc. A rotary encoder characterized in that offset correction is performed by moving the fixed slit plate in the optical axis direction in consideration of a shift amount .

The rotary encoder according to claim 2, wherein a divergence angle of light projected from the light projecting element is an average divergence angle .

The rotary encoder according to claim 2, wherein offset correction is performed for each slit formed in the fixed slit plate.