JPH04155214A - 防爆温度補償型光学式エンコーダ - Google Patents

防爆温度補償型光学式エンコーダ

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JPH04155214A
JPH04155214A JP27787790A JP27787790A JPH04155214A JP H04155214 A JPH04155214 A JP H04155214A JP 27787790 A JP27787790 A JP 27787790A JP 27787790 A JP27787790 A JP 27787790A JP H04155214 A JPH04155214 A JP H04155214A
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light
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Yasuhisa Iida
飯田 泰久
Hiroyuki Nakayama
博之 中山
Masanobu Matsushima
松島 正展
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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】 〈産業上の利用労費〉 本発明は、回転軸を有する機器の回転角検出に適用され
ろ防爆温度補償型光学式エンコーダに関する。
〈従来の技術〉 工作機械や産業用ロボット等の産業用機器で、回転軸を
有する機器は多数ある。これらの機器を開園する為には
、回転軸の回転角度を検出する必要がある。一般に回転
角度の検出にはエンコーダと言う検出器を用いる。従来
技術によるエンコーダに(よ、スリット式。
抵抗式等がある。
第3図にスリット式エンコーダの一例を示す。スリット
式エンコーダでは、回転軸4と共に回転可能なスリット
板3に、図に示す様な2進数符号となっているスリット
が刻んであり、各スリットの円周に対応する位置に発光
素子1と受光素子2が正対して設置される。
即ち、発光素子1から出射された光は、スフト板3のス
リットを通過して受光素子21達する。スリットのない
部分では光はスリ・ト板3に遮られて受光素子2には達
しない。
以上の様な構成で回転軸4が回転し発光:子1と受光素
子2の間にあるスリット板31スリット位置が変わると
、受光素子2に連・る光が2進数符号状に変化し、受光
素子21出力がそのまま回転軸4の回転角θとして1ら
れる。
この時の角度分解能は、スリットの円の1によって決ま
り、図では4周あるので22=1となる。即ち、360
°を16分割した値1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、円周上に設置される]抗体6と、
回転軸4と、回転軸4と共に回1し抵抗体6の上を移動
する摺動子5から構1される。回転軸4が回転すると、
抵抗体6゜での摺動子5の接点が変わり、抵抗体6の口
  抵抗Rに対して、第1の端子71又は第2のこ  
端子72を第3の端子73の間の抵抗が直線的に変化す
る。従ってこの抵抗変化を検出す、   れば、回転軸
4の回転角度が検出できる。
腔 〈発明が解決しようとする1!題〉D    しか
しながら、従来のスリット式エンコーr  ダでは、そ
の分解能を向上させ様とすると、D  スリットの円の
数を増さなければならず、ス尋  リフト板及び発光・
受光素子のm械的な寸法及び加工精度の点から、小型化
に限界があり数  エンコーダは大型になってしまう。
6   また抵抗式エンコーダでは、摺動子が抵抗体の
上を移動する為、摺動子及び抵抗体に摩耗が生じ寿命が
短いと言う1gJff!点があった。
本発明は、上記従来技術に鑑み、分解能を低  容易に
向上できると共に機械的な接触点がなE   <、更に
、危険雰囲気中で使用されても爆発式  の危険性がな
く、温度変化の影響を受けずにと  正確に回転角を検
出することがてき防爆温度全  補償型光学式エンコー
ダを提供することを目的とする。
<g履を解決するための手段〉 上記目的と達成する本発明の構成は、回転軸と共に回転
可能で且つ同心円状に2分割されてお秒分側された領域
ではそれぞれ逆回転方向に最小透過率から最大透過率ま
で直線的に変化する光の透過率分布を持っている光学減
衰フィルタと、 この光学減衰フィルタの2つの領域に、外部にある光源
から出射する光をそれぞれ導し1て照射する2本の光フ
ァイバと、 前記光学減衰フィルタを透過してきた各透過光を受光し
外部にある2つの受光素子まで導く更に2本の光ファイ
バと、 前記2つの受光素子が検出した透過光量の和の値で、一
方の受光素子が検出した透過大量値を除算する演算回路
と、 を有することを特徴とする。
く作   用〉 光ファイバはそれぞれ、光学減衰フィルタの同心円状に
2分割された領域に外部の光源の光を照射し、また光学
減衰フィルタを透過した光を外部の受光素子に導く働き
をする。
回転軸が回転し、光学減衰フィルタも回転し、光の透過
位置が変化する。光学減衰フィ[ルタはその透過位置に
応じて光の透過率が異□  なる為、透過光量が変化し
この透過光量から回転角度が検出できろ。
この時、光学減衰フィルタの2つの領域から得られる透
過光量の和は常一定値となり、この値を用いて各透過光
量を除算すれば、その結果として得られる値は、周囲温
度の変化や電源電圧の変化による光源の出射光量の変化
に影響されず、回転軸の回転角度にのみ依2  存する
値となりi度補償が行える。
コ 〈実 施 例〉 本発明の*施例を図面を用いて説明する。
第1図は本発明の一実施例としてのエンコーダの構成図
である。光学減衰フィルタ9は、回転軸4と共に回転可
能で、図に示す様に同心円状に2分割されており、各領
域はそれぞれ逆回転方向に最小透過率から最大透過率ま
で、直線的に変化する光の透過率分布を有する。
第1の光ファイバ81は、外部にある発光素子1の出射
する光をエンコーダ内部に導き、光学減衰フィルタ9の
外側の領域に光を照射する。照射された光は、光学減衰
フィルタ9を透過し、その透過光は、第2の光ファイバ
82を介して外部にある第1の受光素子21でその透過
光量が検出される。
同様に、第3の光ファイバ83により導かれた外部の発
光素子1の光は、光学減衰フィルタ9の内側の領域を透
過し、第4の光ファイバ84を介して外部にある第2の
受光素子22でその透過光量が検出される。
以上の様な構成で、回転軸4が回転すると、光学減衰フ
ィルタ9も回転し、光の透過位置が変化する。この為先
の透過率が変化し、透過光量が変化する。回転軸4の回
転角度と、第1の受光素子21及び第2の受光素子22
で検出される透過光量の関係は、第2図の様になり、透
過光量から回転角度が求められる。
一方、外部の発光素子1の出射する光量は、周囲温度の
変化や電源電圧の変化により、−定とならない事がある
。この様な場合、回転軸4の回転角度が一定であるにも
かかわらず、検出される透過光量が変化してしまう事が
ある。
しかしながら、本エンコーダでは、第1の受光素子21
の検出した透過光量と、第2の受光素′子2zの検出し
た透過光量との和は、回転角度に依らず一定であり、発
光素子1の出射する光量に比例する。この結果、再透過
光量の和の値で、各透過光量を除算した値は、発光素子
1の出射する光量に影響されず、回転角度に依ってのみ
決まる値となる。従って、周囲温度の変化等に影響され
ず、回転軸4の回転角度を求める事ができる。
第5図に、本エンコーダを用いた角度検出回路の一例を
示す。発光素子1の出射する光は、第1.第3の光ファ
イバ81.83によりエンコーダ10に入力される。エ
ンコーダ10の透過光は、第2.第4の光ファイバ82
゜84を介して第1.第2の受光素子21,22で、そ
の透過光量が電気信号として検出される。第1.第2の
受光素子21.22の出力は、それぞれ第1.第2の加
算Mll、12に入力され、電流電圧変換されると共に
、可変抵抗16で調整される直流成分が加算されて、透
過光量信号の直流成分が調整される。
第1の加算I#11の出力は、第3の加算器13と除算
1i14に入力され、第2の加算器12の出力は、第3
の加算器13に入力される。これにより第3の加算器1
3では、両透過光量信号の和が計算されこの出力が除算
器14に入力される。除算器14では、除算の結果、温
度補償された透過光量信号が得られる。なお、第2の加
算器12の信号を第3の加算器13の信号で除算するよ
うにしてもよい。
本エンコーダでは、第2図に示した様に、一方の透過光
量さえ検出されれば、回転軸4の回転角度は一息に決定
されるので、除算器14の出力を表示器15に入力すれ
ば回転角度が表示される。
〈発明の効果〉 本発明を実施する事により、エンコーダ内部にスリット
を刻む様な加工を施す必要がない為、エンコーダを小型
化でき、かつ摺動部が無いため摩耗がなく長寿命である
。また、各透過光量を再透過光量に対する比の形で求め
れば、周囲温度の影響を受けずに回転角度の検出ができ
ろ。更に光源及び受光素子を外部に有し、光ファイバに
て導いている為、エンコーダ自体に通電されておらず、
爆発の危険性がある環境下でも使用可能であると言う利
点があり、産業上の利用効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係るエンコーダを示す構成図
、第2図は本発明の実施例に於ける回転角度と透過光量
の関係を示す特性図、第3図は従来技術によるスリット
式エンコーダを示す構成図、第4図は従来技術による抵
抗式エンコーダを示す構成図、第5図は本発明の実施例
としての角度検出回路を示すブロック図である。 図面中、 ′1は発光素子、2,21.22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、71.
72,73は端子、81.82,83,84は光ファイ
バ、9は光学減衰フィルタ、10はエンコーダ、11.
12,13は加算晋、14は除算晋、15は表示器、1
6は可変抵抗である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 回転軸と共に回転可能で且つ同心円状に2分割されてお
    り分割された領域ではそれぞれ逆回転方向に最小透過率
    から最大透過率まで直線的に変化する光の透過率分布を
    持っている光学減衰フィルタと、 この光学減衰フィルタの2つの領域に、外部にある光源
    から出射する光をそれぞれ導いて照射する2本の光ファ
    イバと、 前記光学減衰フィルタを透過してきた各透過光を受光し
    外部にある2つの受光素子まで導く更に2本の光ファイ
    バと、 前記2つの受光素子が検出した透過光量の和の値で、一
    方の受光素子が検出した透過光量値を除算する演算回路
    と、 を有することを特徴とする防爆温度補償型光学式エンコ
    ーダ。
JP27787790A 1990-10-18 1990-10-18 防爆温度補償型光学式エンコーダ Expired - Lifetime JP2680735B2 (ja)

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JPH04155214A true JPH04155214A (ja) 1992-05-28
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008039477A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 光検出装置
JP2011107106A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Olympus Corp 光学式信号出力装置の信号処理装置及び光学式変位検出装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008039477A (ja) * 2006-08-02 2008-02-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 光検出装置
JP2011107106A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Olympus Corp 光学式信号出力装置の信号処理装置及び光学式変位検出装置

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JP2680735B2 (ja) 1997-11-19

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