JPH0447615Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の分野〕 本考案は回転板の半径方向に多数のスリツトが
形成されその回転角度を検出するアブソリユート
型の光学式ロータリーエンコーダに関するもので
ある 〔考案の概要〕 本考案による光学式ロータリーエンコーダは、
回転板のスリツト及びスリツトに対向して固定さ
れるマスク板のスリツト面積を回転軸からの半径
方向に対応して変化させ、外周では細く内側とな
るに従つて順次太くなるように構成し、各ビツト
についてほぼ受光量を同一となるように構成した
ものである。そうすれば投光部の各ビツトの投受
光素子の駆動電流や受光部の受光感度を各ビツト
について調整することなく、検出ミスのない回転
角度信号を得ることができる。

〔従来技術とその問題点〕

（従来技術） 従来アブソリユート型の光学式ロータリーエン
コーダは、円形の回転板の半径方向に異なる角度
を有する多数のスリツトが設けられ、各半径方向
のスリツトに対応する位置に投受光素子を対向さ
せ、マスク板を介して光の透過の有無によつて回
転板の回転角度を検出するようにしている。この
ような従来のロータリーエンコーダでは、回転板
やマスク板のスリツト角度はロータリーエンコー
ダの分解能によつて決定され、全周が同一の角度
に分割されている。第５図はロータリーエンコー
ダのマスク板１の一例を示す図であり、スリツト
角度に対応したビツト数と同一の数のスリツト２
ａ〜２ｅが同心円状に形成されている。そして
夫々のビツトのスリツト幅ｄ１〜ｄ５はスリツト
を形成する同心円の半径にかかわらず、即ち図示
しない回転板とマスク板１の外側のビツトも内側
のビツトも同一の幅を有して構成されていた。

第６図はロータリーエンコーダ内に固定され回
転板及びマスク板を介して対向して配置される投
受光部の回路構成を示す図である。本図において
スリツトの各ビツトは抵抗Ｒ１ａ〜Ｒ１ｅを介し
て夫々投光素子であるＤ１ａ〜Ｄ１ｅに接続され
て構成される。又受光回路はフオトトランジスタ
３ａ〜３ｅの出力がエミツタフオロワによつて取
出され、演算増幅器４ａ〜４ｅによつて増幅され
方形波に変換されてトランジスタ５ａ〜５ｅより
出力が与えられる。抵抗Ｒ３ａ〜Ｒ３ｅは演算増
幅器４ａ〜４ｅの帰還抵抗である。

（考案が解決しようとする問題点） このような従来の光学式ロータリーエンコーダ
では、外側のビツトほどスリツトの面積が大きい
ため受光光量も大きくなる。又内側のビツトは面
積が小さいため受光光量が少なくなる。それ故第
６図に示すようにこの受光部側でフオトトランジ
スタ等を用いて方形波の信号に変換する場合に
は、内側及び外側のスリツトによつて受光レベル
が異なるため第７図ａ及び第７図ｂ，ｃに示すよ
うに光量によつて異なる出力波形が得られ、同一
の閾値レベルを用いる場合には出力パルス波形が
各ビツト毎に異なり位相差が生じるという欠点が
あつた。このような問題を解決するために抵抗Ｒ
１ａ〜Ｒ１ｅの値を順次小さくなるように変化さ
せ、投光素子Ｄ１ａ〜Ｄ１ｅの駆動電流をスリツ
トの半径に対応させて異ならせたり、受光部のフ
オトトランジスタ３ａ〜３ｅのコレクタ電流を抵
抗Ｒ２ａ〜Ｒ２ｅによつて調整したり、増幅器４
ａ〜４ｅの帰還抵抗Ｒ３ａ〜Ｒ３ｅを調整し、又
は閾値レベルVrefa〜Vrefeをスリツトの半径位
置に対応させて連続的に変化させていた。そのた
め従来のロータリーエンコーダは投受光部の構成
が複雑となり、又調整も複雑になるという問題点
があつた。

〔考案の目的〕

本考案はこのような従来の光学式ロータリーエ
ンコーダの問題点に鑑みてなされたものであつ
て、スリツト板の半径にかかわらず夫々のビツト
につき同一の受光量を得るようにすることを技術
的課題とする。

〔考案の構成と効果〕

（問題点を解決するための手段） 本考案は回転軸に取付けられ複数の同心円に断
続的にスリツトが形成されたスリツト板を有し、
各同心円に投受光部が本体に固定されスリツトを
有するマスク板を介して対向して配置された光学
式ロータリーエンコーダであつて、第１図〜第３
図に示すように、スリツト板及びマスク板に形成
されるスリツトは外周ではその幅を狭く、内側に
なるに従つて順次太く、各同心円について実質的
に同一のスリツト面積を有するように構成したこ
とを特徴とするものである。

（作用） このような特徴を有する本考案によれば、回転
板及びマスク板のスリツトを半径に対応させて異
ならせ、スリツト板の外側ではスリツトの幅を細
く内側となるに従つて同一のスリツト角度に対し
てスリツト幅を順次太くなるようにしている。従
つてスリツト板の半径位置にかかわらず各ビツト
について受光光量を実質的に同一とすることがで
きる。

（考案の効果） そのため本考案によれば、投光部の回路定数を
異ならせて投光素子の駆動電流をスリツトの半径
毎に変えたり、又受光部の増幅器の増幅率や閾値
レベル等を半径位置に応じて変える必要がなく、
全てのビツトについて同一の回路構成によつて投
受光部を構成することができる。従つて投光部や
受光部の構成を極めて容易にすると共に、従来必
要であつた電気回路の微調整を不要にすることが
できる。又投受光部をワンチツプ化した素子を用
いることも可能であり、ロータリーエンコーダを
低価格化することも可能となる。

〔実施例の説明〕

第１図は本考案の一実施例によるロータリーエ
ンコーダのスリツト板であり、第２図はその構成
を示す断面図である。これらの図においてロータ
リーエンコーダはシヤフト１１がベアリング１２
によつて回転自在に保持されており、シヤフト１
１に回転板１３が取付けられる。回転板１３は第
１図に示すように半径方向に多数の同心円状のス
リツトが設けられており、そのスリツトに対応す
るスリツトを有するマスク板１４が固定されてい
る。そしてロータリーエンコーダ本体に回転板１
３とマスク板１４に対応して投光部１５及び受光
部１６が配置されている。

さて回転板１３のスリツトは最外周では最も細
かい角度に分割されてロータリーエンコーダの１
ビツトの分解能に対応している。又マスク板１４
は第３図に示すように８つのスリツト１７ａ〜１
７ｈが設けられる。各スリツト１７ａ〜１７ｈの
幅は回転板の半径に対応して変化させ、外周では
狭く内側になるに従つて順次広くなるように構成
し、各スリツト１７ａ〜１７ｈの面積を同一とな
るようにしておくものとする。又回転板１３のス
リツトも最外周の同心円のスリツト幅が細く内側
になるに従つて順次スリツト幅を太くなるように
構成するものとする。尚第１図では内側のスリツ
トとなるに従つて順次スリツトの角度が大きくな
るように構成されているが、各ビツトを分割すれ
ば同一のスリツト角度を有するように構成してお
くことはいうまでもない。

投光部１５は第４図に示すように、電源から同
一の抵抗値を有する抵抗Ｒ５ａ〜Ｒ５ｈを介して
８個の発光ダイオードＤ２ａ〜Ｄ２ｈが夫々直列
接続されて構成されている。又受光部１６は例え
ば図示のようにフオトトランジスタ１８ａ〜１８
ｈをオープンコレクタ接続とし、その出力端に波
形整形回路１９ａ〜１９ｈが接続されて構成され
る。

こうして構成されたロータリーエンコーダによ
れば、投光部１５の発光ダイオードＤ２ａ〜Ｄ２
ｈの駆動電流を同一とすれば、スリツト板１４及
び回転板１３を介して与えられる投光部１５の光
量は回転板の半径位置にかかわらず全てにビツト
について同一となる。従つてフオトトランジスタ
１８ａ〜１８ｈの回路定数等を全て同一にするこ
とができる。又夫々のフオトトランジスタ１８ａ
〜１８ｈの後段に接続される波形整形回路１９ａ
〜１９ｈは夫々同一の増幅率及び閾値を有する回
路とすることができる。従つて本考案では各ビツ
トについて同一の回路定数の投受光部とすること
ができ、１チツプ化した素子を用いることが可能
であり、ロータリーエンコーダを低価格化するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるロータリーエ
ンコーダに用いられる回転板を示す図、第２図は
本実施例のロータリーエンコーダの縦断面図、第
３図は本実施例のスリツト板を示す図、第４図は
その投受光部の回路構成を示す図、第５図は従来
のロータリーエンコーダのスリツト板、第６図は
従来のロータリーエンコーダの投受光回路、第７
図は従来の投受光回路の受光特性を示す図であ
る。 １，１４……マスク板、２ａ〜２ｅ，１７ａ〜
１７ｈ……スリツト、３ａ〜３ｅ，１８ａ〜１８
ｈ……フオトトランジスタ、１３……回転板、１
５……投光部、１６……受光部、１９ａ〜１９ｈ
……波形整形回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 回転軸に取付けられ複数の同心円に断続的にス
   リツトが形成されたスリツト板を有し、各同心円
   に投受光部が本体に固定されスリツトを有するマ
   スク板を介して対向して配置された光学式ロータ
   リーエンコーダにおいて、 前記スリツト板及びマスク板に形成されるスリ
   ツトは外周ではその幅を細く、内側になるに従つ
   て順次太く、各同心円について実質的に同一のス
   リツト面積を有するように構成したことを特徴と
   する光学式ロータリーエンコーダ。