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Info
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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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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27787790A JP2680735B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 防爆温度補償型光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27787790A JP2680735B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 防爆温度補償型光学式エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04155214A true JPH04155214A (ja) | 1992-05-28 |
| JP2680735B2 JP2680735B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=17589536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27787790A Expired - Lifetime JP2680735B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 防爆温度補償型光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2680735B2 (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
-
1990
- 1990-10-18 JP JP27787790A patent/JP2680735B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2680735B2 (ja) | 1997-11-19 |
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