JPH04242118A - ロータリエンコーダおよびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被検知物の回転方向
や回転数および回転角度を光学的に検出するロ−タリエ
ンコ−ダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種ロ−タリエンコ−ダは、図
１０で示したように、円周上に一定のピツチ間隔で明暗
パタ−ンまたはスリツトａが形成された回転デイスク１
をシヤフト２に固定し、回転デイスク１のスリツトＡと
の対向位置に投光素子３，４を配置するとともに、上記
回転デイスク１の投光素子３，４とは反対側に、スリツ
トｂが形成された固定板５を介在させて受光素子６，７
を対向配置している。そして、上記シヤフト２が回転さ
れたとき、上記投光素子３，４からの光が回転デイスク
１と固定板５との各スリツトａ，ｂを介してパルス変調
された光信号となつて上記受光素子６，７で受光され、
この受光素子６，７により電気信号に変換されて増幅器
８，９で増幅され、さらに波形整形回路１０，１１で波
形整形されて、Ａ，Ｂ２相の信号が出力される。

【０００３】また、図１１で示したように、上記Ａ，Ｂ
２相の信号が電気角９０度の位相差を生じるように、上
記回転デイスク１に対する固定板５のスリツト位置が設
定されている。つまり、図１２で示したように、上記固
定板５には上記各受光素子６，７と対向する２個１組の
スリツトｂ，ｂがそれぞれ形成され、これら各スリツト
ｂの孔径をｐとしたとき、同図左側の受光素子６対向さ
れる右側スリツトｂと、同図右側の受光素子７対向され
る左側スリツトｂとのピツチ間隔が、ｎｐ±ｐ／２とな
る位置関係に上記各スリツトｂが形成されている。そし
て、上記シヤフト２の回転方向により上記各受光素子６
，７で読み取られる信号に位相遅れまたは位相進みが発
生して、上記シヤフト２の回転方向が検出され、また、
出力パルス数をカウントすることにより、上記シヤフト
２に取り付けられた被検知物の回転数や回転角度が検出
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のロ−
タリエンコ−ダでは、上記シヤフト２の１回転で出力さ
せるパルス数つまり分解能ごとに、スリツト数の異なる
回転デイスク１を格別に用いる必要がある。しかしなが
ら、上記各回転デイスク１や固定板５の各スリツトａ，
ｂは、金属板をエツチングし、また、分解能の高い場合
にはガラス板にパタ−ンを蒸着することにより形成され
るが、これらエツチングや蒸着には多数のプロセスを必
要として、上記各スリツトａ，ｂの形成が簡単にはでき
ないため、あらかじめロ−タリエンコ−ダの分解能に対
応してスリツト数の異なる回転デイスク１や固定板５を
準備しておく必要がある。ところで、最近では、システ
ムの多様化にともない１０パルス程度の低分解能のもの
から数千パルスの高分解能のものまで広範囲にわたる分
解能が要求されるため、非常に多種類の回転デイスク１
や固定板５を用意しておく必要があり、しかも、上記回
転デイスク１や固定板５は、偏心などが生じないように
、精密な位置調整を行って固定する必要があるため、簡
単に交換することも困難である。また、最近では、シス
テム機能の向上にともない、上記ロ−タリエンコ−ダに
回転位置情報以外の情報を記録させて高機能化すること
が求められているが、上記回転デイスク１の製作上情報
の追加記録は非常に困難であつた。この発明は上記課題
を解消するためになされたもので、回転デイスクに分解
能に応じた任意のスリツト数を書き込むことができて、
しかも回転情報とこれ以外の各種情報とを書き込むこと
ができるロ−タリエンコ−ダを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によるロ−タリ
エンコ−ダは、回転デイスクにスリツトをレ−ザ光によ
り記録する書き込み装置を設けるとともに、回転デイス
クに記録されるスリツトの記録部を、円周上の少なくと
も１相のスリツト列からなる回転検出用の回転情報と、
この回転情報以外の情報とから構成していることを特徴
とする。

【０００６】

【作用】上記構成のロ−タリエンコ−ダでは、従来の金
属エツチングや蒸着を行う場合のように多くのプロセス
を必要とすることなく、上記書き込み装置のオン・オフ
制御によりレ−ザ光を介して上記回転デイスクに所望の
スリツトパタ−ンが形成されるのであり、したがつて、
必要とする任意の分解能が簡単に得られて、多種類の回
転デイスクを用意することなく、１種類の未書き込み回
転デイスクを用意すれば、分解能の異なる各種のものに
対応可能となる。また、上記回転デイスクには、その組
み込み後に上記書き込み装置によるレ−ザ光でスリツト
パタ−ンが形成されるのであり、このため精密な位置調
整を行う必要がなくなり、しかも、上記回転デイスクに
は、回転検出用の回転情報と、これ以外の情報とが記録
されるため、この情報を取り出すことによりシステム機
能の向上に対応して高機能化することが可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがつて
説明する。図１は、この発明にかかるロ−タリエンコ−
ダを模式的に示しており、前述した従来の図１０と同一
構成のものは同一符号を付して説明する。同図において
、１は被検知物に連動して回転されるシヤフト２に固定
された回転デイスクで、この回転デイスク１は、図２で
示したように、ガラス板または透明樹脂板１Ａの外表面
に、レ−ザ光の熱により相変化する例えばテルルなどの
金属からなる記録膜１Ｂがスパツタリングなどで形成さ
れている。

【０００８】また、上記回転デイスク１の外周部には、
スリツト書き込み装置１２を配設するのであり、この書
き込み装置１２は、移動用モ−タ１３を備えたレ−ザ光
源部１４と、レ−ザ光源部１４に接続された発振回路１
５とから構成されている。そして、上記回転デイスク１
へのスリツト書き込み時には、この回転デイスク１が回
転されながら、上記発振回路１５からの出力により上記
レ−ザ光源部１４からレ−ザ光が発振され、このレ−ザ
光が上記回転デイスク１の記録膜１Ｂにスポツト照射さ
れ、その照射部分の記録材料が結晶状態から非晶質状態
へと変化されて、非照射部分とは光の透過率または反射
率の異なる約１μｍ大きさのスリツトａが形成される。 このように回転デイスク１を回転させながら、上記レ−
ザ光源部１４を点滅制御することにより、分解能に対応
したスリツトａが上記回転デイスク１に簡単に形成され
、しかも、１種類の未書き込み回転デイスク１を用意し
て、これに必要なスリツトａを書き込むことにより、分
解能の異なる各種のものに対応可能となる。また、以上
のようにして、上記回転デイスク１の第１周目へのスリ
ツト書き込みが終了すると、上記モ−タ１３を介して上
記レ−ザ光源部１４が径方向の第２周目へと移動され、
上記場合と同様にして、第２周目へのスリツト書き込み
が行われ、以後同様に複数周にわたってスリツトの書き
込みを行うことにより、図３で示したような多数のスリ
ツトａが書き込まれた回転デイスク１が製作される。こ
の場合、回転デイスク１へのスリツト書き込み数をでき
るだけ増大させるために、上記モ−タ１３によるレ−ザ
光源部１４の移動量は、例えば約１．６μｍ程度の微小
量とすることが好ましい。また、上記回転デイスク１に
書き込む各スリツトａは、図４で示したように、長楕円
形状としてもよい。

【０００９】さらに、上記回転デイスク１には、以上の
ような各スリツトａ群からなる回転位置情報と、それ以
外の情報とを書き込むことが可能である。即ち、上記回
転デイスク１には図５で示したように、その原点位置を
示す基準位置１６が形成されているため、この基準位置
１６を中心として径方向に特定角度離れた位置で、かつ
、上記各スリツトａ群から径方向内方側に離れた位置に
、複数列にわたつて３の情報源となる複数のスリツトｃ
を形成する。これら各スリツトｃは、図６で示したよう
に、所定角度範囲にわたつて連続した円弧形状とするこ
とも可能である。

【００１０】また、以上のように回転デイスク１に書き
込まれた各情報は、チエツクする必要があるが、この情
報のチエツクは、後述する読み取り装置１７で行う。 尚、上記回転デイスク１の情報チエツクは、上記回転位
置情報源の各スリツトａや別情報源のスリツトｃをそれ
ぞれ１個ずつ読み取りチエツクするのではなく、スリツ
ト群として読み取りチエツクするのであり、このような
チエツクを行うことにより、たとえ上記回転デイスク１
に設けた記録膜１Ｂなどの不良が原因でスリツト一部に
不良が発生しても、本発明では、一定レベル以上の光が
透過または反射されれば問題を発生しないために、スリ
ツト一部に不良があつても正常として使用される。

【００１１】上記読み取り装置１７は、１つの投光素子
１８と、この投光素子１８からの光を拡散して上記回転
デイスク１の各スリツトａ，ｃ側に入射させるレンズ１
８ａなどを備え、上記回転デイスク１の投光素子１８と
は反対側で各スリツトａ，ｃとの対向位置に、これら各
スリツトａ，ｃからの光を受光する複数の受光素子１９
を設けるとともに、この各受光素子１９の出力側には、
前述した従来の図１０と同様に、増幅器８，９と波形整
形回路１０，１１とを接続する。そして、上記投光素子
１８からの光ｄは、図７で示したように、上記レンズ１
８ａにより各情報トラツクを跨ぐように楕円スポツト形
状に拡散されて、上記回転デイスク１の回転位置情報源
となる各スリツトａに入射され、この各スリツトａから
の光が上記各受光素子１９で受光され、この各受光素子
１９により電気信号に変換されて上記増幅器８，９で増
幅され、さらに波形整形回路１０，１１で波形整形され
て、前述したＡ，Ｂ２相の信号が出力される。また、上
記回転デイスク１に形成した別情報源となるスリツトｃ
からの光が上記各受光素子１９で受光されたときも、以
上の場合と同様に信号処理されて外部に取出されるので
あり、したがつて、上記スリツトｃからの別情報を被検
知物の回転制御用などとして利用することが可能となる
。上記回転デイスク１に形成される各スリツトａ，ｃは
、前述したようにμｍ単位の微小径であるため、上記読
み取り装置１７にサ−ボ機構やその制御回路などを設け
ることが望ましい。また、以上のように、各種情報源を
微小径の各スリツト群で形成するときには、各スリツト
からの透過または反射光が加算されるためにＳＮ比が向
上することになる。

【００１２】また、本発明では、上記書き込み装置１２
として、図８で示したように、ポリゴンミラ−２０を利
用して、上記回転デイスク１の記録膜１Ｂにレ−ザ光を
照射させて、図９で示したようなスリツトａ群を形成す
ることも可能である。更に、上記実施例では、レ−ザ光
源部１３から発振されるレ−ザ光の熱により上記回転デ
イスク１の記録膜１Ｂを相変化させるようにしたが、本
発明では、上記回転デイスク１に光磁気形の記録膜を形
成して、この記録膜の磁化状態を変化させるようにして
もよい。また、上記回転デイスク１の各種情報は、書き
換え可能とすることもでき、このようにするときには、
ユ−ザサイドにおいてシステムに合わせて任意に特定の
情報に書き換えができるため便利となる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のロ−タ
リエンコ−ダによれば、回転デイスクにスリツトをレ−
ザ光により記録する書き込み装置を設けるとともに、回
転デイスクに記録されるスリツトの記録部を、円周上の
少なくとも１相のスリツト列からなる回転検出用の回転
情報と、この回転情報以外の情報とから構成しているた
め、上記書き込み装置で上記回転デイスクに任意のスリ
ツト数を書き込み得て、必要とする任意の分解能を簡単
に得ることができ、したがつて多種類の回転デイスクを
用意することなく、１種類の未書き込み回転デイスクを
用意すれば、分解能の異なる各種のロ−タリエンコ−ダ
に対応可能となる。また、上記回転デイスクには、その
組み込み後に上記書き込み装置によるレ−ザ光でスリツ
トパタ−ンが形成されるために、精密な位置調整を行う
必要がなくなり、しかも、上記回転デイスクには、回転
検出用の回転位置情報と、これ以外の情報とが記録され
るため、この情報を取り出すことによりシステム機能の
向上に対応して高機能化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるロ−タリエンコ−ダを示す模
式図である。

【図２】回転デイスクの断面図である。

【図３】同回転デイスクの一実施例を示す正面図である
。

【図４】同回転デイスクの他実施例を示す正面図である
。

【図５】同回転デイスクの他実施例を示す正面図である
。

【図６】同回転デイスクの他実施例を示す正面図である
。

【図７】各スリツトへの投光状態を説明する説明図であ
る。

【図８】書き込み装置の他実施例を示す図である。

【図９】書き込み装置でスリツトを設けた回転デイスク
の正面図である。

【図１０】従来のロ−タリエンコ−ダを説明する説明図
である。

【図１１】同ロ−タリエンコ−ダから出力される出力信
号を示す図面である。

【図１２】回転デイスクと固定板へのスリツト形成状態
を示す断面図である。

【符号の説明】

１　　回転デイスク １２　　書き込み装置 １７　　読み取り装置 ａ，ｃ　　スリツト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検知物に連動して回転する回転デイ
   スクと、回転デイスクに形成されたスリツトを光学的に
   読み取る読み取り装置とを備えたロ−タリエンコ−ダに
   おいて、上記回転デイスクにスリツトをレ−ザ光により
   記録する書き込み装置を設けるとともに、回転デイスク
   に記録するスリツトの記録部を、円周上の少なくとも１
   相のスリツト列からなる回転検出用の回転情報と、この
   回転情報以外の情報とから構成していることを特徴とす
   るロ−タリエンコ−ダ。