JPH03210422A - ロータリーエンコーダ - 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」 この発明は、回転角度の検出に用いられるロータリーエ
ンコーダに関するものである。

「従来の技術」 周知のように、ロータリーエンコーダには、光学式と磁
気式がある。光学式は、回転軸に固定された金属やガラ
スなどの円盤状の光学記録媒体に、その円周方向に沿っ
て等間隔にスリットを形成し、スリットの透過光を受光
素子によって検出し、その受光パルス数を計数すること
によって、回転軸の回転角度を測定するようになってい
る。また、磁気式は、回転軸に固定された円盤状の磁気
記録媒体に、その円周方向に沿って、一定周期で変化す
る磁気情報を記録しておき、この磁気情報を磁気センサ
によって読み取ることにより、回転軸の回転角度を測定
するようになっている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、同−回Ｐ軸の回転角度を、上述した光学式ロ
ータリーエンコーダと、磁気式ロータリーエンコーダに
よって各々検出し、２系列の角度情報を同時に得ようと
する要求がある。この場合、単に、同一回転軸上に光学
記録媒体と磁気記録媒体を各々設けたのでは、装置全体
の大形化が避けられず、また各記録媒体か共用化かなさ
れないため、製造コストの低減か図れないという問題が
あっノこ　。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたしので、記録
媒体を共用化することにより、装置全体を小形に構成す
ることかできると共に、製造コストの低減を図ったロー
タリーエンコーダを堤供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、回転自在に支持された磁気記録媒体と、前
記磁気記録媒体に設けられ、第１の角度情報が磁気的に
記録された磁気トラックと、前記磁気トラック上の第１
の角度情報を磁気的に検出する磁気検出手段と、前記磁
気トラック上に重畳して設けられ、光の反射率を異なら
せることによって第２の角度情報が記録された光学トラ
ックと、前記光学トラック上の第２の角度情報を光学的
に検出する光学検出手段とを具備することを特徴として
いる。

「作用」 上述した構成によれば、磁気記録媒体に磁気トラックと
光学トラックが重畳して設けられているので、磁気記録
媒体を光学記録媒体として共用することが可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図である。こ
の図において、ｌは環状の磁気記録媒体であり、図示せ
ぬ特殊ベアリングによって、図に示す点Ｏを中心に矢印
Ｍ方向に回転自在に支持されており、その内周面には、
被角度検出軸が貫通した状態で直接装着可能となってい
る。

この磁気記録媒体ｌの外周面には、その全周に亙って、
原点トラックＴｚと、ピッチ信号トラックＴｐとからな
る磁気ｌ・ラックが設けられており、この磁気トラック
に重畳して、Ｕ相トラックＴｕと、■相トラックＴｖと
、Ｗ相トラックＴｗとからなる光学トラックが設けられ
ている。

上記原点トラックＴｚには、磁気記録媒体１の原点とな
る箇所に、半周期分の正弦波状の磁気情報が原点信号と
して記録されており、また、ピッチ信号トラックＴｐに
は、一定波長λの正弦波状の磁気情報がピッチ信号とし
て繰り返し記録されている。さろに、Ｕ相、■相、Ｗ相
の各トラックＴｕ。

’ｌ’ｖ　ＴＷには、黒色塗料が各々１２０°に亙って
、かつ互いに重ならないように塗布されている。なお、
黒色塗料を塗る代わりに、黒色テープを張り付けてもよ
く、要は、他の部分と光の反射率が異なるようにしてお
けばよい。

２　ｕ、　２　ｖ、　２　Ｗは、各々反射型フォトセン
サであり、Ｕ相、■相、Ｗ相の各トラックＴｕ、Ｔｖ、
Ｔｗと一定の空隙を隔てて各々対向配置されている。そ
して、磁気記録媒体ｌの回転に伴って、各反射型フォト
センサ２　ｕ、　２　ｖ、　２　Ｗから、Ｕ相、■相、
Ｗ相の各検出信号が各々出力される。

また、４および５：ａ、５ｂは、ガラス基板上に磁気抵
抗素子を形成してなる磁気センサであり、磁気記録媒体
１の外周面と一定の空隙を隔てて各々対向配置されてい
る。上記磁気抵抗素子は、磁界中に置かれた場合、その
磁界の強さに応じて固有抵抗が変化する現象、いわゆる
磁気抵抗効果が生じろ素子材料によって構成されており
、この磁気抵抗効果を利用して、原点トラックＴｚ上に
記録された原点信号と、ピッチ信号トラックＴＩ）上に
記録されたピッチ信号が読み取られるようになっている
。また、磁気センサ５ａおよび５ｂは磁気記録媒体ｌの
移動方向Ｍに沿って互いに（ｍ±１７４）λ（但し、ｍ
は整数）だけ離間して状態で、ピッチ信号トラックＴｐ
に対向配置されている。そして、磁気センサ５ａおよび
５ｂの磁気抵抗素子パターンは、ピッチ信号トラックＴ
ｐから受ける磁界によって抵抗値が変化し、この結果、
磁気センサ５ａおよび５ｂからはピッチ信号トラックＴ
Ｉ）との位置関係に応じたレベルの信）号が得られるよ
うになっている。すなわち、ピッチ信号トラックＴｐ上
の正弦波状の磁気情報■周期の区間をθ＝Ｏ〜２πとす
ると、磁気センサ５ａからはｓｉｎθ、磁気センサ５ｂ
からはｃｏｓθのレベル信号が得られる。そして、ピッ
チ信号トラックＴｐが磁気センサ５ａおよび５ｂに対し
て移動すると、それに伴って磁気センサ５ａおよび５ｂ
から位相が７ｒ／２ずれた２相の検出信号ｓｉｎθ（Ａ
相）およびＣＯＳθ（Ｂ相）が得られろ。

６は角度計数回路であり、波形整形回路７．８および９
と、方向判別回路１０と、アップダウン・カウンタ１１
とから構成されている。波形整形回路７および８では、
各々Ａ相およびＢ相の検出信号が、波形整形されて出力
される。この場合、波形整形回路７および８から各々出
力されるＡ相パルスＰａおよびＢ相パルスｐｂは、互い
に位相がπ／２ずれた矩形波となり、磁気記録媒体ｌの
回転方向が正方向の場合は、Ａ相パルスＰａが進み位相
となり、負方向の場合は、Ｂ相パルスＰｂか進み位相と
なる。そして、方向判別回路１０においては、例えば、
Ａ相パルスＰａの立ち上がり時にＢ相パルスＰｂのレベ
ルが“Ｈ”か“Ｌ“かによって回転方向が判別される。

この方向判別回路ｌＯの出力信号Ｓｗは、カウンタ１１
のアップダウン切換端子Ｕ／ｆ）に供給される。そ；５
て、カウンタ１１は、信号Ｓｖによってカウントモード
がアップもしくはダウンに切り換えられつつＡ相パルス
Ｐａがカウントされる。この場合、磁気記録媒体ｌが正
方向に回転している時にアップカウント、負方向に回転
している時にダウンカウントか行われるようになってい
る。

一方、磁気記録媒体１の原点が磁気センサ４の設置箇所
を通過する毎に、この磁気センサ４によって、その原点
に記録された原点信号が検出され、これが波形整形回路
９を介して原点パルスＰｚとなり、カウンタ１１のリセ
ット端子Ｒに供給されるようになっている。この結果、
カウンタｉｔは、磁気記録媒体ｌの原点が、磁気センサ
４の設置箇所に到達する毎にリセットされる。従って、
カウンタ１１のカウント値は、磁気記録媒体ｌの原点が
、磁気センサ４のを置箇所を通過してから、現在に至る
までの間において、磁気センサ５ａ、５ｂ上を通過した
ピッチ信号トラックＴＩ）の磁化区間の数に対応する値
、すなわち、磁気記録媒体１の回転角度に対応した値と
なる。そして、このカウンタＩＩのカウント値が、ンヤ
フト２の回転角変に対応した検出両度データＤとして出
力されろ。

このように、上述した一実施例によれば、磁気記録媒体
ｌに、原点トラックＴｚと、ピッチ信号トラックＴｐと
からなる磁気トラックが設けられ、この磁気トラックに
重畳して、Ｕ相トラックＴｕと、Ｖ相トラックＴｖと、
Ｗ相トラックＴＶとからなる光学トラックが設けられ、
これら各Ｕ相、■相、Ｗ相の各トラックＴ　ｕ、Ｔ　Ｖ
、Ｔ　Ｖに、黒色塗料、もしくは黒色テープによって角
度情報を記録するようにしたので、磁気記録媒体１を光
学記録媒体として共用することができる。

なお、上述した一実施例においては、光学トラックとし
てのし相、■相、Ｗ相の各トラックＴ　ｕ、　Ｔ　ｖ。

Ｔｗを、各々１２０°毎に検出するようにしたが、これ
ら光学トラックに関しても、磁気トラックと同様にして
分解能を高めることも勿論可能である。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、共通の磁気記
録媒体に、磁気トラックと光学トラックが重畳して設け
られているので、磁気記録媒体を光学記録媒体として共
用することかでき、装置全体の小形化と、製造コストの
低減を達成することかできろという効果か得られろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す斜視図である
。 ｌ・・・・・・磁気記録媒体、 Ｔｚ・・・・・原点トラック、 Ｔｐ・・・・・・ピッチ信号トラック（以上、磁気）ラ
ブＤ、Ｔｕ・・・・・Ｕ相トラック、 Ｔｖ・・・・・・Ｖ相トラック、 ＴＶ・・・・・Ｗ相トラック（以上、光学トラック）、
２ｕ〜２ｗ・・・・・反射型フォトセンサｊ　　　　　
（光学検出手段）、 ４．５ａ、５ｂ・・・・・・磁気センサ（磁気検出手段
）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転自在に支持された磁気記録媒体と、 前記磁気記録媒体に設けられ、第１の角度情報が磁気的
   に記録された磁気トラックと、 前記磁気トラック上の第１の角度情報を磁気的に検出す
   る磁気検出手段と、 前記磁気トラック上に重畳して設けられ、光の反射率を
   異ならせることによって第２の角度情報が記録された光
   学トラックと、 前記光学トラック上の第２の角度情報を光学的に検出す
   る光学検出手段と、 を具備することを特徴とするロータリーエンコーダ。