JPH04152208A - 防爆型光学式エンコーダ - Google Patents
防爆型光学式エンコーダInfo
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- JPH04152208A JPH04152208A JP27539390A JP27539390A JPH04152208A JP H04152208 A JPH04152208 A JP H04152208A JP 27539390 A JP27539390 A JP 27539390A JP 27539390 A JP27539390 A JP 27539390A JP H04152208 A JPH04152208 A JP H04152208A
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- polarization
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
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。
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、回転軸の回転角を検出する防煙型光学式エン
コーダに関する。
コーダに関する。
〈従来の技術〉
工作機械、産業ロボット等の産業用機器の多くは回転軸
を有しており、これらの機器を制御するには、回転軸の
回転角を検出する必要がある。
を有しており、これらの機器を制御するには、回転軸の
回転角を検出する必要がある。
一般に、回転軸の回転角を検出するには、エンコーダと
呼ばれる角度検出器を使用している。
呼ばれる角度検出器を使用している。
従来技術によるエンコーダには、スリット式、抵抗式等
がある。
がある。
第３図にスリット式エンコーダの一例を示す。
同図に示すようにスリット式エンコーダでは、回転軸４
に円盤状スリット板３が固定され、このスリット板３に
図に示すような２進数符号を表す円弧状のスリットが貫
通しいてる。この円周状のスリットは半径方向に４周形
成されており、各スリットの半径に対応する位置に発光
素子ｌと受光素子２とが正対して４組設置されている。
に円盤状スリット板３が固定され、このスリット板３に
図に示すような２進数符号を表す円弧状のスリットが貫
通しいてる。この円周状のスリットは半径方向に４周形
成されており、各スリットの半径に対応する位置に発光
素子ｌと受光素子２とが正対して４組設置されている。
この為、発光素子１から出射された光がスリット板３の
スリットを通過すると受光素子２に達するが、スリット
のない部分では、光はスリット板３に遣られて受光素子
２に達しない。
スリットを通過すると受光素子２に達するが、スリット
のない部分では、光はスリット板３に遣られて受光素子
２に達しない。
従って、従来のスリット式エンコーダでは、回転軸４と
共にスリット板３が回転すると、発光素子１と受光素子
２との間にあるスリット板３のスリット位置が変わり、
この為、スリットを通過して受光素子２に達する光が２
進数符号状４こ変化し、受光素子２の出力がそのまま回
転軸４の回転角θとして得られる。
共にスリット板３が回転すると、発光素子１と受光素子
２との間にあるスリット板３のスリット位置が変わり、
この為、スリットを通過して受光素子２に達する光が２
進数符号状４こ変化し、受光素子２の出力がそのまま回
転軸４の回転角θとして得られる。
この時の角度分解能は、スリットが半径方向に何周形成
されているかで決まり、図では４周であるので、２’＝
１６となる。即ち、角度分解能は、３６０度を１６分割
した値である。
されているかで決まり、図では４周であるので、２’＝
１６となる。即ち、角度分解能は、３６０度を１６分割
した値である。
第４図に抵抗式エンコーダの一例を示す。抵抗式エンコ
ーダは、回転軸４の周囲に抵抗体６を円弧状に配置し、
回転軸４に摺動子５を半径方向に突設して、その先端を
抵抗体６に接触させたものである。抵抗体６の両端には
、それぞれ第一、第二の端子７．８が接続され、また、
摺動子５には第三の端子９が接続されている。
ーダは、回転軸４の周囲に抵抗体６を円弧状に配置し、
回転軸４に摺動子５を半径方向に突設して、その先端を
抵抗体６に接触させたものである。抵抗体６の両端には
、それぞれ第一、第二の端子７．８が接続され、また、
摺動子５には第三の端子９が接続されている。
従って、従来の抵抗式エンコーダでは、回転軸４と共に
接触子５が回転すると、抵抗体６上での摺動子５の節点
が変わり、抵抗体６の全抵抗に対して、第一の端子７又
は第二の端子８と第三の端子９の内での抵抗が直線的に
変化する。
接触子５が回転すると、抵抗体６上での摺動子５の節点
が変わり、抵抗体６の全抵抗に対して、第一の端子７又
は第二の端子８と第三の端子９の内での抵抗が直線的に
変化する。
この抵抗変化を検出すれば、回転軸４の回転角を検出す
ることが出来る。
ることが出来る。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、従来のスリット式エンコーダでは、その
分解能を向上させる為にはスリットの半径方向の数を増
さなければならず、スリット板及び発光素子■、受光素
子２の機械的な寸法及び加工制度の点から、大型化して
しまう問題があった。
分解能を向上させる為にはスリットの半径方向の数を増
さなければならず、スリット板及び発光素子■、受光素
子２の機械的な寸法及び加工制度の点から、大型化して
しまう問題があった。
また、抵抗式エンコーダでは、摺動子５が抵抗体６の上
を移動するため、摺動子５及び抵抗体６に摩耗が生じ、
寿命が短いという問題点があった。
を移動するため、摺動子５及び抵抗体６に摩耗が生じ、
寿命が短いという問題点があった。
本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであり、
容易に分解能を向上できると共に機械的な接触点がなく
、更に、危険雰囲気中で使用されても爆発の危険性のな
い防煙型光学式エンコーダを提供することを目的とする
。
容易に分解能を向上できると共に機械的な接触点がなく
、更に、危険雰囲気中で使用されても爆発の危険性のな
い防煙型光学式エンコーダを提供することを目的とする
。
〈課題を解決するための手段〉
斯かる目的を達成する本発明の構成は第一の偏光フィル
タが回転軸に垂直に固定されると共に第二の偏光フィル
タが第一の偏光フィルタに対し平行に重ね合わせて設置
され、第一、第二の偏光フィルタρ何れか一方には回転
軸を通る直線を境にして４５度の角度を成す２方向の偏
光面が区分して形成され、更に第一、第二の偏光フィル
タを間に挟んで第一、第二の光ファイバの一端が正対さ
せられると共に第三、第四の光ファイバの一端が正対さ
せられ、第一、第三の光ファイバの他端には発光素子が
それぞれ接続される一方、第二、第四の光ファイバの他
端には受光素子がそれぞれ接続され、また、第一第二の
光ファイバと第三、第四の光ファイバとは回転軸に関し
て対称に配置されることを特徴とする。
タが回転軸に垂直に固定されると共に第二の偏光フィル
タが第一の偏光フィルタに対し平行に重ね合わせて設置
され、第一、第二の偏光フィルタρ何れか一方には回転
軸を通る直線を境にして４５度の角度を成す２方向の偏
光面が区分して形成され、更に第一、第二の偏光フィル
タを間に挟んで第一、第二の光ファイバの一端が正対さ
せられると共に第三、第四の光ファイバの一端が正対さ
せられ、第一、第三の光ファイバの他端には発光素子が
それぞれ接続される一方、第二、第四の光ファイバの他
端には受光素子がそれぞれ接続され、また、第一第二の
光ファイバと第三、第四の光ファイバとは回転軸に関し
て対称に配置されることを特徴とする。
〈作用〉
発光素子から出力された光は第一、第三の光ファイバに
導かれて、第一、第二の偏光フィルタに照射される。第
一の偏光フィルタは、回転軸と共に回転するが、第二の
偏光フィルタは回転しないので、第一、第二の偏光フィ
ルタを透過する光量は、それらの偏光方向が一致すると
きは最大となり、逆に偏光方向が直交するときは最小と
なる。この為、第一、第二の偏光フィルタを透過する光
量は、回転軸と共に回転する第一の偏光フィルタの回転
に応じて、周期的に変化する。このような透過光は第二
、第四の光ファイバにより受光素子に導かれ、受光素子
は、その透過光量の変化により、回転軸の回転角を求め
るられる。ここで、第一、第二の偏光フィルタの何れか
には４５度の角度を成す２方向の偏光面が形成されてい
るので、それらの受光素子により検出される透過光量は
４５度の位相差を持って変化することになる。
導かれて、第一、第二の偏光フィルタに照射される。第
一の偏光フィルタは、回転軸と共に回転するが、第二の
偏光フィルタは回転しないので、第一、第二の偏光フィ
ルタを透過する光量は、それらの偏光方向が一致すると
きは最大となり、逆に偏光方向が直交するときは最小と
なる。この為、第一、第二の偏光フィルタを透過する光
量は、回転軸と共に回転する第一の偏光フィルタの回転
に応じて、周期的に変化する。このような透過光は第二
、第四の光ファイバにより受光素子に導かれ、受光素子
は、その透過光量の変化により、回転軸の回転角を求め
るられる。ここで、第一、第二の偏光フィルタの何れか
には４５度の角度を成す２方向の偏光面が形成されてい
るので、それらの受光素子により検出される透過光量は
４５度の位相差を持って変化することになる。
〈実施例〉
以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して、
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る防爆型光学式エンコー
ダを示すものである。
ダを示すものである。
同図に示すように、第一、第二の偏光フィルタ１０．Ｉ
Ｉは円盤状をなし、これらは僅かな間隔をあけて平行に
配置されている。第一の偏光フィルタＩＯは、その中心
で回転軸４に垂直に固定され、回転軸４と共に回転する
が、第二の偏光フィルタ１１は図示しないエンコーダ本
体に固定されている。第一の偏光フィルタ１２は唯一の
偏光面を有するが、第二の偏光フィルタＩＩには回転軸
４を通る直線を境に４５度の角度を成す２方向の偏光面
が区分して形成されている。
Ｉは円盤状をなし、これらは僅かな間隔をあけて平行に
配置されている。第一の偏光フィルタＩＯは、その中心
で回転軸４に垂直に固定され、回転軸４と共に回転する
が、第二の偏光フィルタ１１は図示しないエンコーダ本
体に固定されている。第一の偏光フィルタ１２は唯一の
偏光面を有するが、第二の偏光フィルタＩＩには回転軸
４を通る直線を境に４５度の角度を成す２方向の偏光面
が区分して形成されている。
従って、回転軸４の回転に伴い第一の偏光フィルタ１０
が回転すると、第一の偏光フィルタ１０の唯一の偏光方
向と、偏光フィルタ１１の二つの偏光方向の交差角が４
５度の角度差を持って変化することになる。
が回転すると、第一の偏光フィルタ１０の唯一の偏光方
向と、偏光フィルタ１１の二つの偏光方向の交差角が４
５度の角度差を持って変化することになる。
これらの偏光フィルタ１０．ＩＩの上下には、これらを
挟む第一、第二の光ファイバ１２，１３の一端が正対し
て配設されると共にこれらを挟む第三、第四の光ファイ
バ１４．１５の一端が同様に正対して配設されている。
挟む第一、第二の光ファイバ１２，１３の一端が正対し
て配設されると共にこれらを挟む第三、第四の光ファイ
バ１４．１５の一端が同様に正対して配設されている。
これら第一第二の光ファイバ１２．１３の一端と、第三
、第四の光ファイバ１４．１５の一端とはそれぞれ回転
軸４に関して対称に配置されている。第、第三の光ファ
イバ１２．１４の他端は、第、第二の発光素子１６．１
７にそれぞれ接続され、また、第二、第四の光ファイバ
１３．１５の他端は第一、第二の受光素子１８．１９に
それぞれ接続している。
、第四の光ファイバ１４．１５の一端とはそれぞれ回転
軸４に関して対称に配置されている。第、第三の光ファ
イバ１２．１４の他端は、第、第二の発光素子１６．１
７にそれぞれ接続され、また、第二、第四の光ファイバ
１３．１５の他端は第一、第二の受光素子１８．１９に
それぞれ接続している。
従って、第一、第二の発光素子１６、ＩＩから出力され
た光は第一、第三の光ファイバ１２．１４により導かれ
て第一、第二の偏光フィルタ１０．１１に照射され、こ
れら偏光フィルタｌ０９１１を透過した光は、第二、第
四の光ファイバ１３．１５により第一、第二の受光素子
１８．１９に導かれることになる。
た光は第一、第三の光ファイバ１２．１４により導かれ
て第一、第二の偏光フィルタ１０．１１に照射され、こ
れら偏光フィルタｌ０９１１を透過した光は、第二、第
四の光ファイバ１３．１５により第一、第二の受光素子
１８．１９に導かれることになる。
ここで、第一、第二の偏光フィルタ】０，１１を透過す
る光の光量は、第一、第二の偏光フィルタ１０．１１の
偏光方向が一致する時に最大となり、直交する時に最小
となる。従って、その透過光量は、第２図に示すように
回転軸４の回転角θの変化により、１回転の間に２周期
分の変化を示す正弦波状の特性となる。また、偏光フィ
ルタＩＩには４５度の角度を成す２方向の偏光面が形成
されているので、受光素子１８で受光される透過光量と
、受光素子Ｉ９で受光される透過光量では、回転角度θ
に対し４５度の位相差が生じることになる。尚、回転軸
４０１回転に対し、通過光量の周期は２周期分変化する
ので、この位相差は、透過光量の周期に換算すると９０
度となる。
る光の光量は、第一、第二の偏光フィルタ１０．１１の
偏光方向が一致する時に最大となり、直交する時に最小
となる。従って、その透過光量は、第２図に示すように
回転軸４の回転角θの変化により、１回転の間に２周期
分の変化を示す正弦波状の特性となる。また、偏光フィ
ルタＩＩには４５度の角度を成す２方向の偏光面が形成
されているので、受光素子１８で受光される透過光量と
、受光素子Ｉ９で受光される透過光量では、回転角度θ
に対し４５度の位相差が生じることになる。尚、回転軸
４０１回転に対し、通過光量の周期は２周期分変化する
ので、この位相差は、透過光量の周期に換算すると９０
度となる。
従って、受光素子１８．１９で、通過光量を検出すれば
、０度から１８０度の範囲に渡って一義的に回転軸４の
回転角度θを検出することが出来る。
、０度から１８０度の範囲に渡って一義的に回転軸４の
回転角度θを検出することが出来る。
上記構成を有する本実施例の防爆型光学式エンコーダは
、光ファイバを１２〜１５を使用するので、回転軸４の
ある場所より離れた位置に発光素子１６．１７、受光素
子１８．１９を置くことが出来る。この為、仮に回転軸
４が爆発の危険のある環境下に有る場合でも、安全にエ
ンコーダとして使用可能である。
、光ファイバを１２〜１５を使用するので、回転軸４の
ある場所より離れた位置に発光素子１６．１７、受光素
子１８．１９を置くことが出来る。この為、仮に回転軸
４が爆発の危険のある環境下に有る場合でも、安全にエ
ンコーダとして使用可能である。
また、発光素子１６．１７から受光素子１８゜Ｉ９に光
を導く光学式であり、機械的な摺動部がないので、摩耗
がなく長寿命である。
を導く光学式であり、機械的な摺動部がないので、摩耗
がなく長寿命である。
更に、スリット板を使用せず、二つの偏光フィルタ１０
．１１を使用するので、分解能を向上させるために、発
光素子、受光素子の数、スリット板のスリットの数を増
やす必要がなく、小型化が容易となる利点がある。
．１１を使用するので、分解能を向上させるために、発
光素子、受光素子の数、スリット板のスリットの数を増
やす必要がなく、小型化が容易となる利点がある。
しかも、偏光フィルタ１１には４５度の角度を成す二つ
の偏光面が形成されているので、偏光面が一つである場
合に比較し、検出できる角度が二倍となる利点もある。
の偏光面が形成されているので、偏光面が一つである場
合に比較し、検出できる角度が二倍となる利点もある。
尚、上記実施例では、二つの偏光面を有する偏光フィル
タ１１は、エンコーダ本体に固定されていたが、これに
限るものではなく、回転軸４に固定してもよいものであ
る。また、発光素子、受光素子としては、光を出力する
ことができ、これを検出することが出来るものが広く使
用でき、発光素子は共用することが出来る。
タ１１は、エンコーダ本体に固定されていたが、これに
限るものではなく、回転軸４に固定してもよいものであ
る。また、発光素子、受光素子としては、光を出力する
ことができ、これを検出することが出来るものが広く使
用でき、発光素子は共用することが出来る。
〈発明の効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明はスリットの加工されたスリット板を用いず、二つの
偏光フィルタを使用しているので、分解能を向上させて
も、容易に小型化できる。また、機械的な摺動部がない
ので、摩耗がなく長寿命である。更に、光ファイバを使
用して発光素子及び受光素子を回転軸から離した位置に
配置でき、通電の必要もないので、爆発の危険性のある
環境下にある回転軸でも使用可能である。また、何れか
の偏光フィルタに４５度の方向を成す二つの偏光面を形
成したので、測定可能な検出角度が増大する。
明はスリットの加工されたスリット板を用いず、二つの
偏光フィルタを使用しているので、分解能を向上させて
も、容易に小型化できる。また、機械的な摺動部がない
ので、摩耗がなく長寿命である。更に、光ファイバを使
用して発光素子及び受光素子を回転軸から離した位置に
配置でき、通電の必要もないので、爆発の危険性のある
環境下にある回転軸でも使用可能である。また、何れか
の偏光フィルタに４５度の方向を成す二つの偏光面を形
成したので、測定可能な検出角度が増大する。
第１図は本発明の一実施例に係る防煙型光学式エンコー
ダの斜視図、第２図は本実施例における回転角と通過光
量の関係を示すグラフ、第３図は従来のスリット式エン
コーダの斜視図、第４図は従来の抵抗式エンコーダの斜
視図である。 １は発光素子、 ２は受光素子、 ３はスリット板、 ４は回転軸、 ５は摺動子、 ６は抵抗体、 ７．８．９は端子、 １０、ＩＩは偏光フィルタ、 １２．１３．１４．１５は光ファイバ、１６．１７は発
光素子、 １８．１９は受光素子である。 第 図 第２図
ダの斜視図、第２図は本実施例における回転角と通過光
量の関係を示すグラフ、第３図は従来のスリット式エン
コーダの斜視図、第４図は従来の抵抗式エンコーダの斜
視図である。 １は発光素子、 ２は受光素子、 ３はスリット板、 ４は回転軸、 ５は摺動子、 ６は抵抗体、 ７．８．９は端子、 １０、ＩＩは偏光フィルタ、 １２．１３．１４．１５は光ファイバ、１６．１７は発
光素子、 １８．１９は受光素子である。 第 図 第２図
Claims (1)
- 第一の偏光フィルタが回転軸に垂直に固定されると共
に第二の偏光フィルタが第一の偏光フィルタに対し平行
に重ね合わせて設置され、第一、第二の偏光フィルタの
何れか一方には回転軸を通る直線を境にして４５度の角
度を成す２方向の偏光面が区分して形成され、更に第一
、第二の偏光フィルタを間に挟んで第一、第二の光ファ
イバの一端が正対させられると共に第三、第四の光ファ
イバの一端が正対させられ、第一、第三の光ファイバの
他端には発光素子がそれぞれ接続される一方、第二、第
四の光ファイバの他端には受光素子がそれぞれ接続され
、また、第一、第二の光ファイバと第三、第四の光ファ
イバとは回転軸に関して対称に配置されることを特徴と
する防爆型光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27539390A JPH04152208A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 防爆型光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27539390A JPH04152208A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 防爆型光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152208A true JPH04152208A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17554875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27539390A Pending JPH04152208A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 防爆型光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152208A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2868527A1 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-07 | Univ Louis Pasteur Etablisseme | Capteur optique de la position angulaire d'un objet tournant |
| FR2868528A1 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-07 | Univ Louis Pasteur Etablisseme | Capteur optique de position angulaire a polariseur segmente |
| FR2954493A1 (fr) * | 2009-12-23 | 2011-06-24 | Univ Strasbourg | Capteur optique de position angulaire absolue |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872002A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-28 | Toshiba Corp | 光学式回転位置検出器 |
| JPS6082808A (ja) * | 1983-10-13 | 1985-05-11 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 角度検出装置 |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP27539390A patent/JPH04152208A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5872002A (ja) * | 1981-10-27 | 1983-04-28 | Toshiba Corp | 光学式回転位置検出器 |
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| FR2868528A1 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-07 | Univ Louis Pasteur Etablisseme | Capteur optique de position angulaire a polariseur segmente |
| WO2005095897A1 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Universite Louis Pasteur, U.L.P. | Capteur optique de position angulaire |
| WO2005095896A1 (fr) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Universite Louis Pasteur, U.L.P. | Capteur optique de la position angulaire |
| FR2954493A1 (fr) * | 2009-12-23 | 2011-06-24 | Univ Strasbourg | Capteur optique de position angulaire absolue |
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