JPH045142B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH045142B2 JPH045142B2 JP18617084A JP18617084A JPH045142B2 JP H045142 B2 JPH045142 B2 JP H045142B2 JP 18617084 A JP18617084 A JP 18617084A JP 18617084 A JP18617084 A JP 18617084A JP H045142 B2 JPH045142 B2 JP H045142B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- radiation grating
- light receiving
- rotation
- grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 42
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 10
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01P3/366—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light by using diffraction of light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
- G01P13/045—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement with speed indication
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は勝点情報検出計に関し、特に円周上に
例えば透光部と反射部の格子模様を複数個、周期
的に刻んだ放射格子を回転物体に取付け、該放射
格子に例えばレーザーからの光束を照射し、該放
射格子からの回折光を利用して、放射格子若しく
は回転物体の回転速度や回転速度の変動量を光電
的に検出する回転情報検出計に関するものであ
る。
例えば透光部と反射部の格子模様を複数個、周期
的に刻んだ放射格子を回転物体に取付け、該放射
格子に例えばレーザーからの光束を照射し、該放
射格子からの回折光を利用して、放射格子若しく
は回転物体の回転速度や回転速度の変動量を光電
的に検出する回転情報検出計に関するものであ
る。
従来よりフロツピーデイスクの駆動等のコンピ
ユーター機器、プリンター等の事務機器、あるい
はNC工作機械さらにはVTRのキヤブステンモー
ターや回転ドラム等の回転機構の回転速度や回転
速度の変動量を検出する為の手段として光電的ロ
ータリーエンコーダーが利用されてきている。
ユーター機器、プリンター等の事務機器、あるい
はNC工作機械さらにはVTRのキヤブステンモー
ターや回転ドラム等の回転機構の回転速度や回転
速度の変動量を検出する為の手段として光電的ロ
ータリーエンコーダーが利用されてきている。
光電的ロータリーエンコーダーを用いる方法は
回転軸に連絡した円板の周囲に透光部と遮光部を
等間隔に設けた、所謂メインスケールとこれに対
応してメインスケールと等しい間隔で透光部と遮
光部とを設けた所謂固定のインデツクススケール
との双方のスケールを投光手段と受光手段で挾ん
で対向配置した所謂インデツクススケール方式の
構成を採つている。この方法はメインスケールの
回転に伴つて双方のスケールの透光部と遮光部の
間隔に同期した信号が得られ、この信号を周波数
解析して回転軸の回転速度の変動を検出してい
る。この為双方のスケールの透光部と遮光部との
スケール間隔を細かくすればする程、検出精度を
高めることができる。しかしながらスケール間隔
を細かくすると回折光の影響で受光手段からの出
力信号のＳ／Ｎ比が低下し検出精度が低下してし
まう欠点があつた。この為メインスケールの透光
部と遮光部の格子の総本数を固定させ、透光部と
遮光部の間隔を回折光の影響を受けない程度まで
拡大しようとするとメインスケールの円板の直径
が増大し更に厚さも増大し装置全体が大型化し、
この結果被検回転物体への負荷が大きくなつてく
る等の欠点があつた。
回転軸に連絡した円板の周囲に透光部と遮光部を
等間隔に設けた、所謂メインスケールとこれに対
応してメインスケールと等しい間隔で透光部と遮
光部とを設けた所謂固定のインデツクススケール
との双方のスケールを投光手段と受光手段で挾ん
で対向配置した所謂インデツクススケール方式の
構成を採つている。この方法はメインスケールの
回転に伴つて双方のスケールの透光部と遮光部の
間隔に同期した信号が得られ、この信号を周波数
解析して回転軸の回転速度の変動を検出してい
る。この為双方のスケールの透光部と遮光部との
スケール間隔を細かくすればする程、検出精度を
高めることができる。しかしながらスケール間隔
を細かくすると回折光の影響で受光手段からの出
力信号のＳ／Ｎ比が低下し検出精度が低下してし
まう欠点があつた。この為メインスケールの透光
部と遮光部の格子の総本数を固定させ、透光部と
遮光部の間隔を回折光の影響を受けない程度まで
拡大しようとするとメインスケールの円板の直径
が増大し更に厚さも増大し装置全体が大型化し、
この結果被検回転物体への負荷が大きくなつてく
る等の欠点があつた。
本発明は被検回転物体の負荷を小さくし、被検
回転物体への回転速度検出用の放射格子の取付け
偏心の影響を軽減した小型でしかも高精度の回転
情報検出計の提供を目的とする。
回転物体への回転速度検出用の放射格子の取付け
偏心の影響を軽減した小型でしかも高精度の回転
情報検出計の提供を目的とする。
本発明の目的を達成する為の回転情報検出計
は、回転物体に連結され、格子模様を複数個等角
度に配置した放射格子と、前記放射格子の第１の
位置に光束を入射させる為の第１の照明手段と、
前記放射格子に入射した前記光束からの反射回折
光若しくは透過回折光のうち、特定の次数の２つ
の回折光を前記第１照明手段による光束の入射位
置に対する前記放射格子上の前記回転物体の回転
中心と略点対称の第２の位置に再度入射させる為
の第２の照明手段と、前記放射格子により再度回
折された特定の次数の２つの回折光を重ね合わせ
た後、前記重ね合わせた光束を２つの光束に分割
する為の分割手段と、前記分割手段により分割さ
れた２つの光束を各々受光する為の２つの受光手
段とを有する回転情報検出計において、前記第２
照明手段は、前記第１の位置からの前記２つの回
折光を各々反射させる第１、第２反射面と、第
１、第２反射面からの各光路内にあつて前記第２
の位置へ光を向ける第３、第４反射面を有し、回
転軸方向から見て第１、第３反射面を結ぶ光路
と、第２、第４反射面を結ぶ光路を交差させ、さ
らに前記２つの受光手段で受光される各々の光束
に位相差を持たせる手段と、前記２つの受光手段
の出力変化の相対的関係を基に回転情報を検出す
る手段を有することを特徴としている。
は、回転物体に連結され、格子模様を複数個等角
度に配置した放射格子と、前記放射格子の第１の
位置に光束を入射させる為の第１の照明手段と、
前記放射格子に入射した前記光束からの反射回折
光若しくは透過回折光のうち、特定の次数の２つ
の回折光を前記第１照明手段による光束の入射位
置に対する前記放射格子上の前記回転物体の回転
中心と略点対称の第２の位置に再度入射させる為
の第２の照明手段と、前記放射格子により再度回
折された特定の次数の２つの回折光を重ね合わせ
た後、前記重ね合わせた光束を２つの光束に分割
する為の分割手段と、前記分割手段により分割さ
れた２つの光束を各々受光する為の２つの受光手
段とを有する回転情報検出計において、前記第２
照明手段は、前記第１の位置からの前記２つの回
折光を各々反射させる第１、第２反射面と、第
１、第２反射面からの各光路内にあつて前記第２
の位置へ光を向ける第３、第４反射面を有し、回
転軸方向から見て第１、第３反射面を結ぶ光路
と、第２、第４反射面を結ぶ光路を交差させ、さ
らに前記２つの受光手段で受光される各々の光束
に位相差を持たせる手段と、前記２つの受光手段
の出力変化の相対的関係を基に回転情報を検出す
る手段を有することを特徴としている。
次に本発明の一実施例を各図と共に説明する。
第１図は本発明の一実施例の概略図である。同
図において１はレーザー等の光源、２はコリメー
ターレンズ、３1〜３3，３1′〜３3′はシリドリカ
ルレンズ、４1，４2，４1′，４2′は反射鏡、５は
円板上に例えば透光部と反射部の格子模様を等角
度で設けた放射格子、６は被検回転物体の回転
軸、７，７′は1/4波長板、８は偏光ビームスプリ
ツター、９，９′は受光素子である。
図において１はレーザー等の光源、２はコリメー
ターレンズ、３1〜３3，３1′〜３3′はシリドリカ
ルレンズ、４1，４2，４1′，４2′は反射鏡、５は
円板上に例えば透光部と反射部の格子模様を等角
度で設けた放射格子、６は被検回転物体の回転
軸、７，７′は1/4波長板、８は偏光ビームスプリ
ツター、９，９′は受光素子である。
レーザー１より放射された光束は、コリメータ
ーレンズ２により略平行光束となり、シリンドリ
カルレンズ３1によつて放射格子５上の位置M1に
線状に照射される。このように線状照射すること
により放射格子５上での光束の照射部分に相当す
る透光部と反射部の格子模様のピツチ誤差を軽減
することができる。
ーレンズ２により略平行光束となり、シリンドリ
カルレンズ３1によつて放射格子５上の位置M1に
線状に照射される。このように線状照射すること
により放射格子５上での光束の照射部分に相当す
る透光部と反射部の格子模様のピツチ誤差を軽減
することができる。
尚シリンドリカルレンズの代わりにスリツト若
しくはレンズとスリツトを用いて線状照射するよ
うにしても良い。
しくはレンズとスリツトを用いて線状照射するよ
うにしても良い。
レーザー１からの光束は放射格子５の格子模様
によつて反射回折される。いま光束の照射位置
M1における格子模様のピツチをｐとすれば±ｍ
次の反射回折光L1、L2の回折角度θnは sinθn＝mλ／ｐ ……(1) で表わされる。ここでλは光束の波長である。一
方測定点M1での放射格子５の周速度をｖとすれ
ば±ｍ次の反射回折光L1，L2の周波数は Δ＝±vsinθn／λ ……(2) で表わされる量だけ所謂トツプラーシフトを受け
る。
によつて反射回折される。いま光束の照射位置
M1における格子模様のピツチをｐとすれば±ｍ
次の反射回折光L1、L2の回折角度θnは sinθn＝mλ／ｐ ……(1) で表わされる。ここでλは光束の波長である。一
方測定点M1での放射格子５の周速度をｖとすれ
ば±ｍ次の反射回折光L1，L2の周波数は Δ＝±vsinθn／λ ……(2) で表わされる量だけ所謂トツプラーシフトを受け
る。
そして、シリンドリカルレンズ３2，３3を介し
て、反射鏡４1，４2で、±ｍ次の反射回折光を、
放射格子５の回転中心に点対称な位置M2に、反
射鏡４1′，４2′，1/4波長板７，７′、シリンドル
カルレンズ３2′，３3′を介して再び線状に照射す
る。ここで1/4波長板７と７′は入射するレーザー
の直線偏光方位に対して各々の軸が互いに45度及
び−45度となるように配置されている。又放射格
子の位置M2への入射角は、各々の回折光に対し
て、位置M1における反射回折角度θnと等しく、
しかも放射格子の周速度方向との角度も等しくな
るように、反射鏡４1′，４2′を配置しておく。す
ると、位置M2において、±ｍ次の反射回折光は重
なり合つて、偏光ビームスプリツター８に入射
し、その後２つの光速に分割されて各々の受光素
子９，９′に入射する。
て、反射鏡４1，４2で、±ｍ次の反射回折光を、
放射格子５の回転中心に点対称な位置M2に、反
射鏡４1′，４2′，1/4波長板７，７′、シリンドル
カルレンズ３2′，３3′を介して再び線状に照射す
る。ここで1/4波長板７と７′は入射するレーザー
の直線偏光方位に対して各々の軸が互いに45度及
び−45度となるように配置されている。又放射格
子の位置M2への入射角は、各々の回折光に対し
て、位置M1における反射回折角度θnと等しく、
しかも放射格子の周速度方向との角度も等しくな
るように、反射鏡４1′，４2′を配置しておく。す
ると、位置M2において、±ｍ次の反射回折光は重
なり合つて、偏光ビームスプリツター８に入射
し、その後２つの光速に分割されて各々の受光素
子９，９′に入射する。
このとき、位置M2で再び、(2)式のドツプラー
周波数シフトΔを受けるので、位置M2で反射さ
れる±ｍ次の反射回折光のドツプラー周波数シフ
ト量は、全体に±2Δとなる。このように、±ｍ
次の回折を２回受けた光速が重なり合うため、受
光素子９，９′の出力信号の周波数は、2Δ−（−
2Δ）＝4Δとなる。つまり、受光素子９，９′の
出力信号の周波数Ｆは、Ｆ＝4Δ＝4vsinθn／λ
となるが、(1)式の回折条件の式から、Ｆ＝4mv／
ｐとなる。ここで、回転角速度をω、回転数を
ｆ、放射格子５の等角度ピツチをΔ、格子模様
の分割数（総本数）をＮ、回転中心と点対称なレ
ーザー光速の照射位置M1，M2の回転中心からの
距離をｒとすれば、ｖ＝rω、ω＝2πf、ｐ＝rΔ、
Δ＝2π／Ｎの関係式から、結局、受光素子の出
力信号の周波数Ｆは、 Ｆ＝4mNf ……(3) となつて、回折次数ｍ、分割数Ｎ、回転数ｆで表
わされる。
周波数シフトΔを受けるので、位置M2で反射さ
れる±ｍ次の反射回折光のドツプラー周波数シフ
ト量は、全体に±2Δとなる。このように、±ｍ
次の回折を２回受けた光速が重なり合うため、受
光素子９，９′の出力信号の周波数は、2Δ−（−
2Δ）＝4Δとなる。つまり、受光素子９，９′の
出力信号の周波数Ｆは、Ｆ＝4Δ＝4vsinθn／λ
となるが、(1)式の回折条件の式から、Ｆ＝4mv／
ｐとなる。ここで、回転角速度をω、回転数を
ｆ、放射格子５の等角度ピツチをΔ、格子模様
の分割数（総本数）をＮ、回転中心と点対称なレ
ーザー光速の照射位置M1，M2の回転中心からの
距離をｒとすれば、ｖ＝rω、ω＝2πf、ｐ＝rΔ、
Δ＝2π／Ｎの関係式から、結局、受光素子の出
力信号の周波数Ｆは、 Ｆ＝4mNf ……(3) となつて、回折次数ｍ、分割数Ｎ、回転数ｆで表
わされる。
そして前記２枚の1/4波長板７，７′と偏光ビー
ムスプリツター８の組合せによつて、受光素子９
と９′の出力信号間には、180°の位相差を生じて
いる。すなわち、時刻ｔにおける受光素子９の出
力I1をI1＝asin2πFt＋Ｄ（ｔ）とすれば、受光素
子９′の出力I2は、I2＝asin（2πFt＋180°）＋Ｄ（ｔ
）
＝−asin2πFt＋Ｄ（ｔ）となる。ここで、Ｄ（ｔ）
は、放射格子５の透光部及び反射部の線幅不定な
どによる出力信号の直流変動分である。そして、
第１図に示すように、受光素子９，９′の出力信
号を差動増幅すれば、差動増幅器の出力は、β
（I1−I2）＝2aβsin2πFtとなつて、直流変動分が除
去でき、安定した信号処理が可能となる。ここ
で、βは差動増幅器の利得である。参考の為に第
２図に受光素子９，９′の出力波形を、第３図に
差動増幅器の出力波形を示す。
ムスプリツター８の組合せによつて、受光素子９
と９′の出力信号間には、180°の位相差を生じて
いる。すなわち、時刻ｔにおける受光素子９の出
力I1をI1＝asin2πFt＋Ｄ（ｔ）とすれば、受光素
子９′の出力I2は、I2＝asin（2πFt＋180°）＋Ｄ（ｔ
）
＝−asin2πFt＋Ｄ（ｔ）となる。ここで、Ｄ（ｔ）
は、放射格子５の透光部及び反射部の線幅不定な
どによる出力信号の直流変動分である。そして、
第１図に示すように、受光素子９，９′の出力信
号を差動増幅すれば、差動増幅器の出力は、β
（I1−I2）＝2aβsin2πFtとなつて、直流変動分が除
去でき、安定した信号処理が可能となる。ここ
で、βは差動増幅器の利得である。参考の為に第
２図に受光素子９，９′の出力波形を、第３図に
差動増幅器の出力波形を示す。
そして第１図に示すように、受光素子９からの
出力信号を、コンパレーターなどを通して２値化
し、周波数−電圧変換器等によつて周波数解析し
て、表示すれば周波数Ｆが求められ、回転物体の
回転速度の変位量を求めることができる。
出力信号を、コンパレーターなどを通して２値化
し、周波数−電圧変換器等によつて周波数解析し
て、表示すれば周波数Ｆが求められ、回転物体の
回転速度の変位量を求めることができる。
尚(3)式より明らかのように周波数Ｆを波長と無
関係に求めることができるので光源としてレーザ
ーに限らずどのような光源であつても使用するこ
とができる。
関係に求めることができるので光源としてレーザ
ーに限らずどのような光源であつても使用するこ
とができる。
一方従来から使用されているインデツクススケ
ール方式の光電式ロータリーエンコーダーでは、
受光素子からの出力信号の周波数F′は、F′＝Nf
である。
ール方式の光電式ロータリーエンコーダーでは、
受光素子からの出力信号の周波数F′は、F′＝Nf
である。
従つて本実施例によれば従来例に比べて4m倍
の周波数が得られるので、回転速度の変動検出精
度が、従来例よりも4m倍だけ向上することにな
る。
の周波数が得られるので、回転速度の変動検出精
度が、従来例よりも4m倍だけ向上することにな
る。
本実施例では、２枚の1/4波長板と、偏光ビー
ムスプリツターの組合せで受光素子９，９′の出
力信号間に180°の位相差を与えたが、もちろん、
180°の位相差を与える手段はこの限りではない。
たとえば、正負の回折光の各光路中にレーザー直
線偏光方位に対して±45°の方位で挿入された偏
光板と、偏光ビームスプリツターの組合せでもよ
い。また、偏光ビームスプリツターの代りに端な
るビームスプリツターとして、２つの受光素子前
面に、互いに直交するような方位の偏光板を設け
ることによつても、２つの受光素子の出力信号間
に180°の位相差をもたらすことができる。
ムスプリツターの組合せで受光素子９，９′の出
力信号間に180°の位相差を与えたが、もちろん、
180°の位相差を与える手段はこの限りではない。
たとえば、正負の回折光の各光路中にレーザー直
線偏光方位に対して±45°の方位で挿入された偏
光板と、偏光ビームスプリツターの組合せでもよ
い。また、偏光ビームスプリツターの代りに端な
るビームスプリツターとして、２つの受光素子前
面に、互いに直交するような方位の偏光板を設け
ることによつても、２つの受光素子の出力信号間
に180°の位相差をもたらすことができる。
また、従来のインデツクススケール方式の光電
式ロータリーエンコーダーにおいては、透光部と
遮光部のピツチ間隔は、光の回折の影響を考慮す
ると、10μｍ程度が限度であつた。いま、角度分
解能として、たとえば30秒を得るためには、従来
例では、メインスケールの分割数として、Ｎ＝
360×60×60/30＝43200だけ必要である。そこで、
メインスケール最外周での透光部と遮光部の間隔
を10μｍとすれば、メインスケールの直径は、
0.01mm×43200／π＝137.5mm必要になる。しかる
に、本実施例によれば、放射格子の分割数は、従
来例の1/4ｍでよいので、30秒の角度分解能を得
るための分割数は10800（ｍ＝１）でよい。そし
て、本実施例では、レーザー等からの回折光を用
いれば透光部と反射部の間隔は狭くてよいので、
たとえば4μｍとすると、放射格子の直径は、
0.004mm×10800／π＝13.75mmでよいことになる。
すなわち、本実施例によれば、従来のインデツク
ススケール方式の光電式ロータリーエンコーダー
と同等の分解能を得る為の放射格子の形状として
は従来例に比べて、1/10以下の大きさで良い。従
つて被検回転物体への負荷も従来例に比べてはる
かに小さくなり、より高精度の測定が可能とな
る。
式ロータリーエンコーダーにおいては、透光部と
遮光部のピツチ間隔は、光の回折の影響を考慮す
ると、10μｍ程度が限度であつた。いま、角度分
解能として、たとえば30秒を得るためには、従来
例では、メインスケールの分割数として、Ｎ＝
360×60×60/30＝43200だけ必要である。そこで、
メインスケール最外周での透光部と遮光部の間隔
を10μｍとすれば、メインスケールの直径は、
0.01mm×43200／π＝137.5mm必要になる。しかる
に、本実施例によれば、放射格子の分割数は、従
来例の1/4ｍでよいので、30秒の角度分解能を得
るための分割数は10800（ｍ＝１）でよい。そし
て、本実施例では、レーザー等からの回折光を用
いれば透光部と反射部の間隔は狭くてよいので、
たとえば4μｍとすると、放射格子の直径は、
0.004mm×10800／π＝13.75mmでよいことになる。
すなわち、本実施例によれば、従来のインデツク
ススケール方式の光電式ロータリーエンコーダー
と同等の分解能を得る為の放射格子の形状として
は従来例に比べて、1/10以下の大きさで良い。従
つて被検回転物体への負荷も従来例に比べてはる
かに小さくなり、より高精度の測定が可能とな
る。
第４図は第１図の一部分の放射格子５上の光束
の照射位置M1，M2と放射格子５の中心と被検回
転物体の回転中心との偏心の説明図である。
の照射位置M1，M2と放射格子５の中心と被検回
転物体の回転中心との偏心の説明図である。
本実施例においては放射格子５上の、回転中心
に関して点対称な２点M1，M2を照射点、つまり
測定点とし、放射格子５の中心と、被検回転体の
回転中心との偏心の影響を軽減している。すなわ
ち、放射格子５の中心と、回転中心とを完全に一
致させることは困難であり、両者の偏心は避けら
れない。たとえば、第４図に示すように、放射格
子５の中心Ｏと、回転中心O′との間に、偏心量
がａだけあつたとき、回転中心から距離ｒの位置
にある測定点M1でのドツプラー周波数シフトは、
偏心がないときとくらべて、ｒ／（ｒ＋ａ）か
ら、ｒ／（ｒ−ａ）まで変化する。一方、このと
き位置M1と、回転中心に対して点対称な位置に
ある測定点M2での周波数シフトは、位置M1での
変化とは逆に、ｒ／（ｒ−ａ）からｒ／（ｒ＋
ａ）まで変化するから、位置M1とM2と同時に２
点を測定点とすることによつて、偏心の影響を軽
減することができ、この結果高精度に回転速度を
検出することができる。
に関して点対称な２点M1，M2を照射点、つまり
測定点とし、放射格子５の中心と、被検回転体の
回転中心との偏心の影響を軽減している。すなわ
ち、放射格子５の中心と、回転中心とを完全に一
致させることは困難であり、両者の偏心は避けら
れない。たとえば、第４図に示すように、放射格
子５の中心Ｏと、回転中心O′との間に、偏心量
がａだけあつたとき、回転中心から距離ｒの位置
にある測定点M1でのドツプラー周波数シフトは、
偏心がないときとくらべて、ｒ／（ｒ＋ａ）か
ら、ｒ／（ｒ−ａ）まで変化する。一方、このと
き位置M1と、回転中心に対して点対称な位置に
ある測定点M2での周波数シフトは、位置M1での
変化とは逆に、ｒ／（ｒ−ａ）からｒ／（ｒ＋
ａ）まで変化するから、位置M1とM2と同時に２
点を測定点とすることによつて、偏心の影響を軽
減することができ、この結果高精度に回転速度を
検出することができる。
第５図は本発明の他の一実施例の一部分の概略
図であり第１図の放射格子５に光束が入射する付
近を示している。同図において各要素に付された
番号は第１図で示したものと同じ要素を示す。放
射格子５の位置M1に入射した光束の±ｍ次の透
過回折光をシリンドリカルレンズ３2，３3，３2′，
３3′、反射鏡４1，４2，４1′，４2′を介して回転軸
６の中心と略点対称の位置M2に再度入射させ第
１図に示した実施例と同様の効果を得ている。
図であり第１図の放射格子５に光束が入射する付
近を示している。同図において各要素に付された
番号は第１図で示したものと同じ要素を示す。放
射格子５の位置M1に入射した光束の±ｍ次の透
過回折光をシリンドリカルレンズ３2，３3，３2′，
３3′、反射鏡４1，４2，４1′，４2′を介して回転軸
６の中心と略点対称の位置M2に再度入射させ第
１図に示した実施例と同様の効果を得ている。
前述した各実施例では±ｍ次の２つの回折光を
用いた場合を示したが±ｍ次の回折光の代わりに
次数の異つた２つの回折光を用いても良い。又放
射格子上の格子模様を透過部のみ又は反射部のみ
で構成した透過回折光又は反射回折光のみを用い
るようにしても良い。
用いた場合を示したが±ｍ次の回折光の代わりに
次数の異つた２つの回折光を用いても良い。又放
射格子上の格子模様を透過部のみ又は反射部のみ
で構成した透過回折光又は反射回折光のみを用い
るようにしても良い。
以上のように本発明によれば被検回転物体の負
荷の小さい、放射格子の中心と回転物体の回転中
心と偏心誤差を軽減した小型でしかも高精度の回
転情報検出計を達成することができる。
荷の小さい、放射格子の中心と回転物体の回転中
心と偏心誤差を軽減した小型でしかも高精度の回
転情報検出計を達成することができる。
又1/4波長板と偏光ビームスプリツターを組合
せれば基準となる放射格子の線幅誤差等受光素子
からの出力のうち直流変動成分を除去した、安定
した信号処理の行なえる回路情報検出計を達成す
ることができる。
せれば基準となる放射格子の線幅誤差等受光素子
からの出力のうち直流変動成分を除去した、安定
した信号処理の行なえる回路情報検出計を達成す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例の概略図、第２図は
受光素子からの出力波形図、第３図は差動増幅器
からの出力波形図、第４図は放射格子の中心と回
転中心との偏心の説明図、第５図は本発明の他の
実施例の一部分の概略図。 図中１は光源、２はコリメーターレンズ、３1
〜３3，３1′〜３3′はシリンドリカルレンズ、４1，
４2，４1′，４2′は反射鏡、５は放射格子、６は回
転軸、７，７′は1/4波長板、８は偏光ビームスプ
リツター、９，９′は受光素子である。
受光素子からの出力波形図、第３図は差動増幅器
からの出力波形図、第４図は放射格子の中心と回
転中心との偏心の説明図、第５図は本発明の他の
実施例の一部分の概略図。 図中１は光源、２はコリメーターレンズ、３1
〜３3，３1′〜３3′はシリンドリカルレンズ、４1，
４2，４1′，４2′は反射鏡、５は放射格子、６は回
転軸、７，７′は1/4波長板、８は偏光ビームスプ
リツター、９，９′は受光素子である。
Claims (1)
- １ 回転物体に連結され、格子模様を複数個等角
度に配置した放射格子と、前記放射格子の第１の
位置に光束を入射させる為の第１の照明手段と、
前記放射格子に入射した前記光束からの反射回折
光若しくは透過回折光のうち、特定の次数の２つ
の回折光を前記第１照明手段による光束の入射位
置に対する前記放射格子上の前記回転物体の回転
中心と略点対称の第２の位置に再度入射させる為
の第２の照明手段と、前記放射格子により再度回
折された特定の次数の２つの回折光を重ね合わせ
た後、前記重ね合わせた光束を２つの光束に分割
する為の分割手段と、前記分割手段により分割さ
れた２つの光束を各々受光する為の２つの受光手
段とを有する回転情報検出計において、前記第２
照明手段は、前記第１の位置からの前記２つの回
折光を各々反射させる第１、第２反射面と、第
１、第２反射面からの各光路内にあつて前記第２
の位置へ光を向ける第３、第４反射面を有し、回
転軸方向から見て第１、第３反射面を結ぶ光路
と、第２、第４反射面を結ぶ光路を交差させ、さ
らに前記２つの受光手段で受光される各々の光束
に位相差を持たせる手段と、前記２つの受光手段
の出力変化の相対的関係を基に回転情報を検出す
る手段を有することを特徴とする回転情報検出
計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18617084A JPS6165165A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 回転情報検出計 |
| US07/481,684 US4967072A (en) | 1984-09-05 | 1990-02-20 | Interferometric rotating condition detection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18617084A JPS6165165A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 回転情報検出計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165165A JPS6165165A (ja) | 1986-04-03 |
| JPH045142B2 true JPH045142B2 (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=16183615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18617084A Granted JPS6165165A (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 回転情報検出計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6165165A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8893193B2 (en) | 2002-10-28 | 2014-11-18 | Johnson Safety, Inc. | Mobile video system |
| US9004588B2 (en) | 2005-11-02 | 2015-04-14 | Johnson Safety, Inc | Headrest-mounted entertainment systems |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073344B2 (ja) * | 1987-06-15 | 1995-01-18 | キヤノン株式会社 | エンコ−ダ− |
| JP4093971B2 (ja) * | 2004-02-12 | 2008-06-04 | シャープ株式会社 | 光学式移動情報検出装置および移動情報検出システムおよび電子機器およびエンコーダ |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP18617084A patent/JPS6165165A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8893193B2 (en) | 2002-10-28 | 2014-11-18 | Johnson Safety, Inc. | Mobile video system |
| US9004588B2 (en) | 2005-11-02 | 2015-04-14 | Johnson Safety, Inc | Headrest-mounted entertainment systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6165165A (ja) | 1986-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4868385A (en) | Rotating state detection apparatus using a plurality of light beams | |
| JPS6391515A (ja) | 光電測角装置 | |
| JPS626119A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− | |
| JP2683117B2 (ja) | エンコーダー | |
| US5017777A (en) | Diffracted beam encoder | |
| JPS62200225A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− | |
| JPH045142B2 (ja) | ||
| JPH0462003B2 (ja) | ||
| JPH0781883B2 (ja) | エンコーダー | |
| JPH0462004B2 (ja) | ||
| JPH0462002B2 (ja) | ||
| JPH07117426B2 (ja) | 光学式エンコーダー | |
| JPS62200224A (ja) | 変位測定装置 | |
| JPH045349B2 (ja) | ||
| JPH07119626B2 (ja) | ロータリーエンコーダー | |
| JPH045143B2 (ja) | ||
| JPH07119623B2 (ja) | 変位測定装置 | |
| JPS62163920A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− | |
| JPS62163919A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− | |
| JPH07119625B2 (ja) | 変位検出装置 | |
| JPH0473732B2 (ja) | ||
| JPS62200222A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− | |
| JPS62200219A (ja) | エンコ−ダ− | |
| JPH0466293B2 (ja) | ||
| JPS62163918A (ja) | ロ−タリ−エンコ−ダ− |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |