JPH0457966B2 - - Google Patents

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JPH0457966B2
JPH0457966B2 JP57112149A JP11214982A JPH0457966B2 JP H0457966 B2 JPH0457966 B2 JP H0457966B2 JP 57112149 A JP57112149 A JP 57112149A JP 11214982 A JP11214982 A JP 11214982A JP H0457966 B2 JPH0457966 B2 JP H0457966B2
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JP
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light
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wave output
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JP57112149A
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JPS593214A (ja
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Takashi Nagase
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YASUKAWA DENKI KK
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YASUKAWA DENKI KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • G01D5/366Particular pulse shapes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、検出信号の平均値を基準電圧とする
ロータリーエンコーダに関する。
〔従来の技術〕
一般に、オプテイカルロータリーエンコーダの
パルス検出手段としては、検出電圧と基準電圧と
を比較してパルスを得る方式が多く使用されてい
る。
しかし温度変動や、劣化寿命や、回転デイスク
と固定スリツトのギヤツプの変動でパルス幅が変
化し、従来の固定の基準電圧では検出誤差が生じ
問題がある。
第1図aに従来のオプテイカルロータリーエン
コーダの構成図を示す。
1は発光素子、2a,2b,2cは受光素子、
3は回転デイスク、10は回転軸、4は固定スリ
ツト、5a,5b,5cは波形整形回路で、これ
等により構成されている。
第1図bは、そのAチヤンネル、Bチヤンネ
ル、Zチヤンネルの検出電圧101,102,1
03の時間的推移を表わしている。
ところで、矩形波を得る手段としては、第2図
aに示す固定スリツト4(A+、B+は電気角で
90°の位相差を持つように配置され、A+、B+、
Z+の受光素子2a,2b,2cを置き信号を検
出する)で回転デイスク3(A、Bチヤンネル用
トラツクとZチヤンネル用トラツクが穿設されて
いる)を介して受光素子1から受光することで、
第2図bのイ,ロ,ハの各チヤンネルの検出波形
が得られる。
これらを波形整形回路5a,5b,5cの内部
にある基準電圧S1,S2,S3と比較して矩形波を得
る方式で多く使用されている。
この検出方式では、第2図bの正常時に対し
て、発光素子1の温度変動や劣化等で光量が低下
すると、第2図cに表わすように、矩形波(波形
整形回路出力)の幅が変化するという問題があつ
た。また、受光素子2a,2b,2cの温度特性
によつても、同様の問題が生じていた。
この解決方法としては、第3図に示すように、
スリツトの検出とは別に、温度変化や光量劣化の
補償用の発・受光素子1d,2dを用いて、この
受光素子2dから得られる直流電圧を基準電圧と
する方策が使われる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、第4図に示すように、ロータリ
ーエンコーダがモータ11に直接取り付けられる
場合には、モータの温度上昇による回転軸10の
伸びL1や負荷側回転軸10のスラスト荷重によ
り回転軸10の動きL2が生起することがある。
第5図aは固定スリツトと回転スリツト間のギ
ヤツプの変動による検出電圧の変化の関係図であ
り、第5図b,cは基準電圧を一定にした時のギ
ヤツプ変動と検出電圧及び矩形波の幅の変動を表
わし、第5図bはギヤツプGが大となつた時の波
形図である。
検出電圧A+、B+の大きさは、回転デイスク
3と固定スリツト4のギヤツプGに関係があり、
第5図aに示したように、ギヤツプGが小さい
G1の場合には検出電圧が大きくなり、ギヤツプ
Gが大きいG2の場合には検出電圧が小さくなる。
その大きさの変化は点線501,502で示した
ように変化する。
第5図b,cから分るように温度変化や光量劣
化の補償をしても、ギヤツプGの大きさが変化す
れば矩形波の幅が変動することが実証される。
ここにおいて、本発明は、従来装置の難点とす
るギヤツプ変動に対する補償を行うロータリーエ
ンコーダーを提供することを、その目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、 回転デイスクとスリツトを透過した発光素子か
らの光を受光する2組の受光素子2a,2a′,2
b,2b′および原点検出用受光素子2cと、 前記受光素子2a,2a′,2b,2b′からの検
出電圧(A+、A−)、(B+、B−)をそれぞれ
入力し、Aチヤンネル矩形波出力およびBチヤン
ネル矩形波出力をそれぞれ送出する波形整形回路
5a,5bと、 前記受光素子2a,2a′,2b,2b′にそれぞ
れ一端が接続され、他端が一点に接続された同一
抵抗値をもつ4個の抵抗と、 前記一点に接続された可変抵抗器と、 この可変抵抗器の出力電圧と前記原点検出用受
光素子2cからの出力電圧(Z+)を入力し、Z
チヤンネル矩形波出力を送出する波形整形回路と
を備えたことを特徴とするロータリーエンコー
ダ。均値とZチヤンネルの検出電圧とを比較して
Zチヤンネル信号を送出することを特徴とするロ
ータリーエンコーダである。
〔作用〕
A+とA−の電気角で180°位相差のある2つの
検出電圧の平均値を基準電圧S′にすること、なら
びにA+とA−の2つの検出電圧にさらにAチヤ
ンネル信号と電気角で90°位相差のあるBチヤン
ネル信号をつくるための電気角で180°の位相差の
ある2つの検出電圧B+とB−を加えて平均電圧
S′から基準電圧S′3をつくることによつて、発・
受光素子の間に間装された回転デイスクの回転ぶ
れによるギヤツプGの大きさの変動による矩形波
出力信号の幅の変動特性を補償することができ、
副次的には発・受子の温度変動や発光素子の光量
低下をも補償する。
〔実施例〕
第6図aは、本発明の一実施例における要部の
回路構成を表すブロツク図である。
第6図bは、この一実施例における固定スリツ
トの拡大形態図である。
また、第6図cは、この一実施例の各検出電
圧、平均電圧の波形図である。イは検出電圧A
+、A−の波形、ロは検出電圧B+、B−の波
形、ハは検出電圧Z+の波形と基準電圧S3′の
波形、ニは検出電圧A+、A−、B+、B−の平
均電圧S′の波形をそれぞれ示す。
第6図aにおいて、検出電圧A+、A−、B
+、B−を導入し、波形成形回路5aでAチヤン
ネル矩形波出力101を、波形成形回路5bでB
チヤンネル矩形波出力102をそれぞれ作成し出
力するとともに、検出電圧A+、A−、B+、B
−をおのおの抵抗6(R)を介して平均電圧S′を導出
し、可変抵抗器7を経て検出電圧Z+の基準電圧
S3′をつくする。Zチヤンネルの検出電圧Z+
と基準電圧S3′を受入れた波形整形回路5cに
おいて、基準電圧S3′を基準にして検出電圧Z
+波形からZチヤンネル矩形波出力103を作成
し出力するようにしてある。
第6図cにおけるZ+の基準電圧S3′は、理
想的に平均値は直線になるはずであるが、それぞ
れ僅かな誤差があるため完全な直線にならない
が、A+、A−、B+、B−の4検出電圧の平均
値S′によつて、可変抵抗器7を介して得られるの
で、より直流に近い基準電圧となり、Zチヤンネ
ルの矩形波出力の幅が正確に得られるメリツトが
ある。
光量が変化した場合の第6図dにおいて、発光
素子1の光量が低下するとA+、A−、B+Z+
の検出電圧は小さくなるが、基準電圧S′も小さく
なるのが、矩形波出力の幅は変化しにくい。
ギヤツプが変化した場合の第6図eにおいて
も、光量低下の場合と同様に基準電圧S′も変化し
にくいことになる。
このように、第6図aの構成により、温度変化
や光量低下やギヤツプの変動による矩形波出力の
幅を小さくすることができる。
これによりギヤツプが変化しても検出電圧の変
化量が小さくなり対ノイズ性が向上する。
しかして、本発明はリニアタイプのエンコーダ
にも応用できる。
〔発明の効果〕
かくして本発明によれば、A+とA−の2つの
検出電圧にさらにAチヤンネル信号と電気角で
90°位相差のあるBチヤンネル信号をつくるため
の電気角で180°の位相差のある2つの検出電圧B
+とB−を加えて平均電圧S′から基準電圧3′をつ
くることによつて、つまり、本発明は直接にA
+、A−、B+、B−の主信号により直流分を導
出するので、正確に検出することができるという
特段の効果があり、ギヤツプGの大きさの変動に
よる矩形波出力信号(波形整形回路出力)の幅の
変動特性を補償することができる。
したがつて本発明になるロータリーエンコーダ
はその検出値が格段と向上し、信頼性が著しく増
大する。
【図面の簡単な説明】
第1図aオプテイカルータリーエンコーダの構
成図、第1図bはそのA、B、Zチヤンネルの矩
形波出力波形図、第2図aは従来装置の回転デイ
スクと固定スリツトの形状図、第2図bは従来の
正常時における検出信号波形と矩形波出力信号
図、第2図cは従来の光量低可時における検出信
号波形と矩形波出力信号図、第3図は従来の温度
変動や光量劣化用の発・受光素子を追加して特性
を補償する方式の説明図、第4図はロータリーエ
ンコーダの特性変化の原因の解析図、第5図aは
ロータリーエンコーダのギヤツプの変動と検出電
圧の変化の関係図、第5図b,cは正常のとき
と、ギヤツプ大のときにおける基準電圧を一定に
したときのギヤツプ変動と検出電圧および矩形波
の幅の変化図、第6図aは本発明の一実施例の回
路構成を表わすブロツク図、第6図bはこの実施
例における固定スリツトの拡大形態図、第6図c
はこの実施例の各検出電圧、平均電圧の波形図、
第6図dはこの実施例の正常時と光量低下のとき
の波形図、第6図eはその実施例の正常時とギヤ
ツプ大のときの波形図である。 1,1d……発光素子、2a,2a′,2b,2
b′,2c,2d……受光素子、3……回転デイス
ク、4……固定スリツト、5a,5b,5c……
波形整形回路、6……抵抗(R)、7……可変抵抗器
(VR)、10……回転軸、S,S′……基準電圧、
G……ギヤツプ、101……Aチヤンネル矩形波
出力電圧、102……Bチヤンネル矩形波出力電
圧、103……Zチヤンネル矩形波出力電圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 回転デイスクのスリツトと固定スリツトを透
    過した発光素子からの光を受光する2組の受光素
    子2a,2a′,2b,2b′および原点検出用受光
    素子2cと、 前記受光素子2a,2a′,2b,2b′からの検
    出電圧(A+、A−)、(B+、B−)をそれぞれ
    入力し、Aチヤンネル矩形波出力およびBチヤン
    ネル矩形波出力をそれぞれ送出する波形整形回路
    5a,5bと、 前記受光素子2a,2a′,2b,2b′にそれぞ
    れ一端が接続され、他端が一点に接続された同一
    抵抗値をもつ4個の抵抗と、 前記一点に接続された可変抵抗器と、 この可変抵抗器の出力電圧と前記原点検出用受
    光素子2cからの出力電圧(Z+)を入力し、Z
    チヤンネル矩形波出力を送出する波形整形回路と を備えたことを特徴とするロータリーエンコー
    ダ。
JP11214982A 1982-06-29 1982-06-29 ロ−タリ−エンコ−ダ Granted JPS593214A (ja)

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JPS593214A JPS593214A (ja) 1984-01-09
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