JPH02161311A - 光学式エンコーダ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、移動または回転する物体の位置、角度、速度
または回転数等を検出するかめの光学式１、ンコーダに
関するものである。

従来の技術 従来の光学式エンコーダは観察すべき移動物体。

例えば回転体と一体的に回転する円盤にスリットを設け
、この円盤を介して光源を他方に受光素子を配置したも
のが多い。前記スリットの構成としては次の３種類がよ
く用いられている。１番目は。

透明な円盤に光を遮断する為の物質を部分的に接着また
は蒸着したもの２２番目は光を乱反射させて結果的に光
を通過させなくする為、透明な円盤に部分的に窪みを設
けたもの、３番目は光が通過しない円盤に部分的に光を
通過させる為の孔を設けたものもある。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で示しだ１番目のタイプは、材質がプラスチ
ック又はガラスにかかわらず、製作工程が円盤を作る工
程と物質を接着または蒸着する２工程に分れ、製品価格
が高くなる。

２番目のタイプは、プラスチックの射出成型の場合を考
えると１工程でスリットを持つ円盤が作れるが、光を乱
反射させた場合は、完全に光を遮断しているとは言い難
いため、特に、高分解能の位置または速度検出に充分な
対応が期待できない。

また、ガラスで窪みを持った形状というのも、技術的に
難しくて現在は製品化されていない。

３番目のタイプは、プラスチックの射出成型の場合を考
えると２番目のタイプ同様に１工程で作れる。高速回転
している円盤の位＠または速度検出を高分解能で行う場
合１円盤にたくさんの孔を開ける必要があり、円盤の機
械的強度が問題になる。一方２機械的強度を考えた場合
、一般に円盤の材質は金属になる。しかし、金属の円盤
では製作工程が何工程にも分れて経済的なメリットが少
ない。

本発明は従来のスリットタイプが持っているそれぞれの
問題点を解消し、低価格で、高分解能の位置まだは速度
検出に対応する事ができるスリットを持った光学式エン
コーダを提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明の光学式エンコーダは、互に平行な第１と第２の
面を有する透明体より成る板状体の前記第２の面に、前
記第１の面に垂直に入射された光を全反射する臨界角以
上の角度を有するＶ溝を形成して、スリット板とするこ
とを特徴とする。

作用 上記構成によれば、前記第１の面に垂直に入射された光
が前記Ｖ溝の溝面に到達した場合は、この面で全反射さ
れ、第２の面より射出されることはなくなるため、この
Ｖ溝が遮光部となるスリット板として働くものである。

実施例 以下図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は１本発明の光学式エンコーダに使用されるスリ
ット板の１実施例を示すものである。

第１図において、１は互に平行な第１の面１１Ｌと第２
の而１ｂとを有する板状体であり、ガラス。

プラスチック等の透明体より形成されている。この板状
体１の第２０面１ｂには、角度αの傾斜面を有するＶ溝
２１Ｌ　、２ｂ　、２０が互に平行して等間隔に設けら
れている。上記構成において、前記第１の面１＆側より
その面に垂直に光線３を照射すると、前記Ｖ溝２Ｎ　、
２ｂ　、２０が位置しない所に照射された光線３は、そ
のまま板状体１を透過する。一方Ｖ溝２！Ｌ　、２ｂ　
、２０に照射された光線は、＠記Ｖ溝２１Ｌ　、２ｂ　
、２０の角度αを光線３に対してＶ溝面が臨界角以上の
角度をなすよう設定しておけば、この光線３はこのＶ溝
面で全反射され、第２の面１ｂより射出されることはな
いものである。すなわち、Ｖ溝２１１Ｌ、２ｂ、２０の
区間が光線３を遮断するスリットとなるものである。

第２図は、前述の様な構成の板状体を使用した本発明の
光学式エンコーダの第１の実施例を示すもので、７は軸
８を中心に回転駆動される透明体よりなる円盤であり、
その裏面にはｍｓ述の様な構成よりなるＶ溝９が等間隔
に放射状に形成されている。そして、その上面の外周部
と中心部には不必要な光線が入らないように、メツキ等
の遮光膜またはシボ処理１０が形成されている。１１と
１２は前記円盤７を介して対向するよう配置された光源
と受光素子があり、この受光素子１２の周辺にも遮光膜
またはシボ処理１２＆が設けられており、ｉＩＪ記円盤
７のＶ溝９間の１つの面から以外の光線が受光素子１２
に入らないよう構成されている。

この発明の第２実施例を、第３図を参照にしながら説明
する。前述の様な構成からなる光線を通さないＶ溝９と
光学を通す出射面が交互に等間隔に並んだ第１のスリッ
ト板１３に平行に、その第１のスリット板１３のＶ溝９
と出射面と同一のピッチを持つ第２のスリット板１４を
設け、その両スリット板１３．１４を介して発光部１１
および受光部１２が設けられている。前記第２のスリッ
ト板１４と発光部１１および受光部１２は固定されてい
るが、第１のスリット板１３は直線運動する物体に連動
して直線運動する機構になっている。

第２のスリット板１４は、受光部１２の受光面積に対応
する部分のみＶ溝９と出射面が設けられており、それ以
外の部分は第１の実施例と同様に光線を通さない処理を
施している。

この機能によると、直線運動をする第１のスリット板１
３と固定されている第２のスリット板１４のＶ溝９が全
く重ならない状態の場合は、光線はどちらかのスリット
板のＶ溝９で全反射され。

全て発光部１１の方向に戻される。その位置から。

第１のスリット板１３がどちらかの方向に動くことによ
り、光線はわずかかずつ受光素子１２に到達し１両スリ
ット板１３と１４のＶ溝９が完全に重なった状態で最大
の光線が受光素子１２に到達する。そして、その後は順
次減衰する。従ってこの受光素子１２に到達した光線の
量の変化する回数あるいは周期を数える事で、第１のス
リ、ノド板１３の移動距離および移動速度がわかる。出
射面とＶ溝９が小さくて受光素子１２の受ける光線景が
少ない場合、第２実施例の様に２枚のスリット板を使う
ことが有効である。

発明の効果 以上の様に１本発明の光学式エンコーダのスリットは光
を遮断する為に透明な板状体に７字型の溝を彫ったもの
であり、特に材質を透明なプラスチックと考えた場合、
−度の射出工程で製品ができて、実用上きわめて経済的
で、かつ良好に光を遮断する機能を供えている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学式エンコーダに使用される７字ミ
ゾ型スリット板の一例を示す断面図、第２図は本発明の
第１実施例における光学式エンコーダの斜視図、第３図
は本発明の第２実施例における光学式エンコーダの斜視
図である。 １・・・・・・板状体、２ａ　、２ｂ　、２０・・・・
・・Ｖ溝、３・・・・・・光線、１１・・・・・・発光
部、１２・・・・・・受光素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）観察すべき移動物体に、第１と第２の面が互に平
   行な透明体より成る第１の板状体を、前記移動物体の移
   動方向に対して前記第１の面が平行になるように固定し
   、その板状体の前記第２の面に前記第１の面に垂直入射
   された光を全反射する臨界角以上の角度を有するＶ溝を
   形成し、前記第１の面に対向してその面に光を入射する
   光源を配置するとともに、前記第１の板状体を介して前
   記光源に対向する位置に受光素子を配置したことを特徴
   とする光学式エンコーダ。
2. （２）第１の面と第２の面が互に平行な透明体より成り
   、その第２の面に前記第１の面に垂直に入射された光を
   全反射する臨界角以上の角度を有するＶ溝が形成された
   第２の板状体を、光源と受光素子との間に前記第１の板
   状体と平行になるよう、かつ前記第１の面を光源側に位
   置せしめて配置したことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光学式エンコーダ。