JPH0247515A - 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、例えば位置や角度の検出に使用される光学式
エンコーダに関する。

［従来の技術］ 第２図は従来の光学式エンコーダの一例を示す縦断面図
である。図において、（１）はガラス材質の回転ディス
ク、（２）は上部に回転ディスク（１）が固定され、下
部にモータ（図示せず）が連結された回転軸、（３）は
ガラス材質の固定基板である。

（４）は回転ディスク（１）の下面及び固定基板（３）
の上面に設けられた格子パターンで、１つ以上のスリッ
ト列を有し、例えばクロム蒸着後フォトリソグラフ技術
により製作されたものである。（５）は、平行光線を出
射するレンズ付の発光素子、（６）は発光素子（５）と
対向配置され、発光素子（５）から出射して格子パター
ン（４）が設けられた回転ディスク（１）、固定基盤（
３）を通過した光線を受光する受光素子である。（９ａ
）　、　（９ｂ）はそれぞれ発光素子（５）、受光素子
（６）が固定されたプリント基板である。（７）はステ
ージ、（８）は回転軸（２）を支持する軸受けである。

なお、（１ｏ）は光学式エンコーダのカバーである。

次に動作について説明する。いま、モータを駆動して回
転軸（２）を■方向に回転させると、回転ディスク（１
）も■方向に回転し、格子パターン（４）が光路を開閉
する。このため、発光素子（５）から出射した平行光線
が、回転ディスク（１）、格子パターン（４）、固定基
板（３）を通過して受光素子（６）に達すると、受光素
子（６）は三角波の山、谷が潰れた擬似正弦波を出力す
る。この擬似正弦波を増幅して矩形波に整形し、これを
カウントすることによりモータの回転速度、角度等を知
ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成した従来の光学式エンコーダによれば
、ガラス材質の回転ディスク及び固定基板の表裏で空気
との屈折率の違いがあるので、発光素子から出射した平
行光線が途中で反射され、通過する光量が減少してしま
うという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされた
もので、ガラス材質の回転ディスク及び固定基板の表裏
での光線の反射を防止し、通過する光量の減少を抑制で
きる光学式エンコーダを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
発光素子と受光素子で形成する光路を回転ディスク及び
固定基板の屈折率と同一又はほぼ等しい屈折率をもつ液
体で満たした光学式エンコーダを提供するものである。

［作　用］ 光路を満した液体は、その屈折率が光路中の構成部品と
同一又ははパ等しいので、構成部品の表裏における反射
を防止する。

［発明の実施例］ 第１図は本発明実施例の縦断面図である。なお、第２図
と同一又は相当部分には同じ符号を付し、説明を省略す
る。（ｌａ）は回転ディスク、（３ａ）は固定基板で、
これらの材質は、例えば光学ガラスＢＫ−７（屈折率：
　１．５１）により構成されている。

（１１）は発光素子（５）の光路を含む全体を満たした
例えばマツチングオイル［シリコン油（商品８二Ｋ　Ｆ
　５Ｂ、屈折率：　１．４９〜１．５０．　メーカー：
信越化学）］で、回転ディスク（１ａ）、固定基板（３
ａ）の屈折率と同一又はほぼ等しい屈折率を有する液体
である。なお、（１２）は軸受（８）の上部においてス
テージ（７）に設けられた浦もれ防止のためのシールで
ある。

上記のように構成した本発明の詳細な説明すれば次の通
りである。いま、モータを駆動して回転軸〈２）を■方
向に回転させると、回転ディスク（１ａ）も■方向に回
転し、格子パターン（４）が光路を開閉する。これによ
り、発光素子（５）から出射した平行光線が受光素子（
６）に達すると、受光素子り６）は三角波の山、谷が潰
れた擬似正弦波を出力する。この際、発光素子（５）か
ら出射した平行光線は、まずマツチングオイル［シリコ
ン油］（１１）、回転ディスク（１ａ）、格子パターン
（４）を経てマツチングオイル（１１）に至るが、回転
ディスク（１ａ）の表裏ではマツチングオイル（１１）
と屈折率の差異がないので、光線が反射することはない
。さらにこの光線は、格子パターン（４）、固定基板（
３ａ）、マツチングオイル（１１）を通過して受光素子
（６）に達するが、固定基板（３ａ）の表裏でもマツチ
ングオイル（１１）と屈折率の差異がないので、光線が
反射することはない。

このことは次の理由による。すなわち一般に屈折率の異
なる物質境界面における垂直入射光の反射率Ｒ（％）は
、次の様に示される。

ここで、ｎ　、ｎ２は屈折率である。

■ 従来の光学式エンコーダは、光路中に空気（屈折率：１
）が介在するので、空気とガラスとの境界面では約４％
の反射が生じて透過光が減少する。

おおまかに考えると、従来の光学式エンコーダでは、光
路において上述の境界面が４か所存在するので、約１６
％の反射が生じることになる。しかしながら、本発明で
は光路中にマツチングオイル（シリコン油）を介在させ
たので屈折率の差がほとんどなくなり、反射率はほぼ零
となる。

なお、以上の説明では、回転ディスクを用いてモータの
回転速度及び角度を検出する場合を示したが、回転ディ
スクの代りに可能直尺を設けて位置を検出するようにし
てもよい。

また、上述の実施例では一対の発光素子と受光素子を設
けた場合を示したが、二対以上設けてもよい。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光路
に液体を満たし、光路中での屈折率の差異を減少させ、
反射による透過光の減少を低下させるようにしたので、
高精度の光学式エンコーダを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は従来
の光学式エンコーダの一例を示す縦断面、図である。 （１ａ）・・・回転ディスク、（３ａ）・・・固定基板
、（４）・・・格子パターン、（５）・・・発光素子、
（６）受光素子、（１１）・・・マツチングオイル、 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示すも
のとする。 代理人　弁理士　佐々木　宗　治 マ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに対向する少なくとも一対の発光素子と受光素子の
   間の光路中に１つ以上のスリット列を有する回転ディス
   クと１つ以上のスリット列を有する固定基板とを配置し
   てなる光学式エンコーダにおいて、上記光路に上記回転
   ディスク及び固定基板の屈折率と同一又はほぼ等しい屈
   折率を有する液体を満たしたことを特徴とする光学式エ
   ンコーダ。