JPH01262416A

JPH01262416A - エンコーダ装置

Info

Publication number: JPH01262416A
Application number: JP8930088A
Authority: JP
Inventors: Sokichi Hayashi; 林　宗吉
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-10-19

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】ａ、産業上の利用分野本発明はエンコーダ装置に関し、特に、回転軸の回転と
連動する回転位置表示部の移動を撮像素子で検出するこ
とにより、簡単な構造で絶対位置を得ることができるよ
うにするための新規な改良に関する。

ｂ５従来の技術従来、用いられていたこの種の絶対値を検出するための
エンコーダ装置としては１種々提案されているが、その
中で代表的な構成について述べると、第５図及び第６図
で示す特願昭６２−２７８４０．８−号明細書にて示す
本出願人が社内で製造している構成を開示する。

すなわち、第５図及び第６図において符号１で示される
ものは基台であり、この基台１には軸受２を介して回転
軸６が回転自在に設けられ、この回転軸３の端部には、
第６図に示すような極めて複雑なパターンよりなる回転
スリット４ａを有する回転円板４が一体状に取付けられ
ている。

この回転円板４の一面側には、これと対向して固定スリ
ット（図示せず〕を有する固定スリット板５が配設され
、この固定スリット板５の下方には、これと対向して受
光素子６が設けられている。

前記回転円板４の他面側には、これと対向して電子回路
部７を有するプリント基板８が、図示しない固定手段に
より固定式に配設され、このプリント基板８の下面には
、前記固定スリット板５及び受光素子６に対応する位置
において発光素子９が設けられている。

前記基台１には、接続脚１０をブツシュ１１を介して取
付げたケース体１２が嵌着して設けられており、この接
続１１１！Ｊｆ（Ｎこは、電源供給線１３及び信号取出
線１４が内蔵されている。

以上のような構成において、回転軸６が工作機又はロボ
ット等の回転部材によって回転すると、発光素子９かう
の光が回転スリット４ａ及び固定スリット板５を介して
受光素＋６に入射し、この受光素子６からの回転検出信
号を処理することにより、回転軸６の回転位置における
絶対位置を得ることができる。

Ｃ０発明が解決しようとする課題従来のエンコーダ装置は、以上のように構成されていた
ため、次のような課題を有していた。

すなわち、従来のエンコーダ装置ｔこおいて絶対位置を
検出するためには、第６図にて示すように、機械的入力
１回転に対し２ｎ　　ピットの絶対位置信号を得るため
に、ｎ列のトラックを有するパターン４ａを必要とし、
このｎ列のトラックを有するパターンに対応したｎ対の
発光及び受光素子が必要であった。

このため、アブンリュート形のエンコーダ装置は、大形
化が避けられず、小形化且つ低価格化された要望に応す
ることは極めて困難であった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、回転軸の回転と連動する回転位置表示部
の移動を撮像素子で検出することにより、簡単な構造で
絶対位置を得ることができるようにしたエンコーダ装置
を提供することを目的とする。

４６課題を解決するための手段本発明によるエンコーダ装置は、ケーシングの軸受に回
転自在に設けられた回転軸と、前記回転軸に設けられ前
記ケーシング内で回転自在に配設された回転板と、前記
回転板に設けられた少なくとも１ケ所の回転位置表示部
と、前記回転板に対向して前記ケーシング内に設けられ
、前記回転位置表示部の移動を検出するための多数の画
素を有する撮像素子とを備えた構成である。

８１作　用不発明によるエンコーダ装置においては、回転板の回転
位置表示部の移動を、撮像素子の各画素でとらえるよう
にしているため、各画素の走査を時間ｃ　及びｔ２で開
始した時に、各画素から得られる検出パルスの時間列が
変化することにより回転位置の絶対位置を検出すること
ができる。

従って、回転板の１個の回転位置表示部と撮像素子の組
合せでエンコーダを構成することができるため、全体構
成を極めて小形とすることができる。

ｆ、実施例以下、図面と共に本発明によるエンコーダ装置の好適な
実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分には、同一″符号を付し
て説明する。

第１図から第４図迄は、本発明によるエンコーダ装置を
示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、第
２図は第１図の回転板を示す斜視図、第３図及び第４図
は各画素の走査時における検出信号が得られる状態を示
す構成図である。

図において符号１で示されるものは基台を兼ねたケーシ
ングであり、このケーシング１の内部に形成された空隙
部２０の上部には、軸受２を介して回転軸６が回転自在
に設けられており、この回転軸乙の下端には、第２図で
示す回転板４が一体状に取付けられている。

前記回転板４は、ガラス等の透明体よりなると共に透光
性を有しており、この回転板４の一部１こは、九点形状
の塗料等からなる非透明部よりなる回転位置表示部２１
が形成されている。

前記空隙部２０の底部には、例えば、電荷結合素子（Ｃ
ＯＤ）等の多数の独立した画素Ａ１〜Ａ１０（本実施例
では、−例として１０個の画素を有するものとして説明
する）を有する撮像素子２２が配設されている。

前記撮像素子２２は、前記回転板４とは所定の間隔を保
って配設されていると共に、各画素Ａ１〜ＡＩＯの出力
は、リード線２６を介して外部に導出されている。

前記ケーシング１の上部に形成された取付孔２４には、
透明体よりなる輪状の導光部２５が設けられ、外光が、
この導光部２５を介して前記回転位置表示部２１に照射
される構成である。

前記撮像素子２２には、第３図及び第４図に示されるよ
うに、多数の前記画素Ａ、〜Ａ、Ｏが形成されており、
説明を容易（こするために直線状に配列して示している
が、これらの各画素Ａ。

〜／Ｊｏは、前記撮像素子２２の表面に、前記回転位置
表示部２１０回転軌跡と対応して形成されている。

本発明によるエンコーダ装置は、前述したように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。

まず、第１図の状態で、回転軸６を図示しないロボット
又は工作機等の回転部材に接続し、回転軸５が回転され
ると、回転板４０口回転共に回転位置表示部２１が回転
する。

この回転位置表示部２１に対しては、前記導光部２５を
介して外光が入光しているため、この回転位置表示部２
１に対応する影が映像として各１１！ｌｉ索Ａ、〜Ａ１
０によってとらえられる。

又、前記各画素Ａ１〜Ａ、。は、図示しない検出回路部
によって、順次、所定の走査周波数にて走査されており
、この回転位置表示部２１が各画素穴１〜Ａｇｏのいず
れかに対応していると、その該当する画素から映像とし
ての出力信号が得られろ。

従って、前述の状態で、例えば、第６図及び第４図に示
されるように、時間１＝　１．に走査を開始したときと
、時間１＝１２に走査を開始したときとで、出力信号が
得られる時間列が画素Ａｓから画素Ａ４　　に変化した
とすると、回転位置表示部２１が移動したことになり、
回転軸３の絶対位置を検出することができる。

又、これらの各画素Ａ１〜Ａ、。に対する走査時間が、
回転軸３０入力回転数に比して十分に短かい場合に、こ
の回転軸６の回転位置が絶対位置として得ることができ
る。

尚、前述した実施例は、自然光を用いた場合の一例を示
したものであり、外光を入光する手段として、ケーシン
グ１に形成された導光部２５を用いた場合について述べ
たが、ケーシング１全体を透明材料にて構成した場合、
又、ケーシング１外に外光としての光源（図示せず）を
用いた場合等１こおいても同等の作用を得ることができ
る。

又、回転板４に設けられた回転位置表示部２１として、
前述した塗料等のマーキングによる非透明部に限らず、
例えば、小型の光源体（図示せず〕を設け、この光源体
の移動を各画素Ａ１〜Ａ１０によって受像するようにし
た場合も、同等の絶対位置検出を行５ことができる。

又、前述したようｌこ、回転軸３の絶対位置１こ限らず
、インクリメンタル信号を得るようにできることは、述
べるまでもないことである。

ｇ０発明の効果本発明によるエンコーダ装置は、以上のように構成され
ているため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、回転板の回転位置表示部を撮像素子によって
映像としてとらえるようにしているため、回転軸の回転
時の絶対位置を極めて容易に得ることができるため、従
来のような複雑なパターンを有する回転板と発光・受光
素子を用いる必要がなく、極めて安価に且つ小形化され
たエンコーダ装置を得ることができる。

又、各画素の配列精度が良好でなくても、回転位置表示
部の動きを映像としてとらえることができるため、極め
て高精度の位置再現性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図迄は、本発明によるエンコーダ装置を
示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、第
２図は回転板を示す斜視図第３図及び第４図は各画素の
状態を示す構成図、第５図及び第６図は従来構成を示す
もので、第５図は断面図、第６図は回転板を示す平面図
である。１はケーシング、２は軸受、３は回転軸、４は回転板、
２１は回転位置゛表示部、２２は撮像素子、Ａ１〜Ａ１
ｏ　は画素である。特許出願人　　多摩川精機株式会社 ′ζ″−二Ｊ（１）１まケーシング（２）は軸受（３）は回転軸（４）は回転板（２１）は回転Ｇ百表示卸（２２）は撮像素子（Ａ＋〜Ａ１ｏ）は画素第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケーシング（１）の軸受（２）に回転自在に設け
られた回転軸（３）と、前記回転軸（３）に設けられ前
記ケーシング（１）内で回転自在に配設された回転板（
４）と、前記回転板（４）に設けられた少なくとも１ケ
所の回転位置表示部（２１）と、前記回転板（４）に対
向して前記ケーシング（１）内に設けられ、前記回転位
置表示部（２１）の移動を検出するための多数の画素（
Ａ〜Ａ＿１＿０）を有する撮像素子（２２）とを備え、
前記回転位置表示部（２１）の移動位置を前記撮像素子
（２２）でとらえることにより、前記回転軸（３）の回
転位置の絶対位置を得ることができるようにしたことを
特徴とするエンコーダ装置。
（２）前記回転板（４）は、透明材料よりなり、前記回
転位置表示部（２１）は非透明部よりなると共に、前記
表示部（２１）に光を照射する光源を有することを特徴
とする請求項１項記載のエンコーダ装置。
（３）前記回転位置表示部（２１）は、光源体よりなる
ことを特徴とする請求項１項記載のエンコーダ装置。