JPH0472517A - Optical type rotary encoder - Google Patents
Optical type rotary encoderInfo
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- JPH0472517A JPH0472517A JP18572090A JP18572090A JPH0472517A JP H0472517 A JPH0472517 A JP H0472517A JP 18572090 A JP18572090 A JP 18572090A JP 18572090 A JP18572090 A JP 18572090A JP H0472517 A JPH0472517 A JP H0472517A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、半導体レーザを用いて円板状の記録媒体の
回転変位量を検出する光学式ロータリーエンコーダに関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an optical rotary encoder that detects the amount of rotational displacement of a disc-shaped recording medium using a semiconductor laser.
「従来の技術」
従来、半導体レーザを用いて回転変位量を検出する光学
式ロータリーエンフーダとして、第8図に示す構成のも
のか提案されている(特開昭59195118号公報)
。第8図において、ホールベアリング30.30によっ
て支持された回転軸31の一端には、ディスク32が取
り付けられており、このディスク32には、その回転方
向に沿って等間隔にスリット32a、32a、 が形
成されている。そして、半導体レーザ33から発せられ
たレーザビームLBをコリメートレンズ34で平行光と
した後、集光レノズ35で微小スポットに集光してディ
スク32上に照射し、このディスク32に形成されたス
リット32aを通過したレーザビームLBを受光素子3
6で検出する光学検出系37を設けることにより、ディ
スク32の回転変位量が検出されるようになっている。"Prior Art" Conventionally, as an optical rotary enhancer that detects the amount of rotational displacement using a semiconductor laser, a structure shown in FIG. 8 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 59195118).
. In FIG. 8, a disk 32 is attached to one end of a rotating shaft 31 supported by a hall bearing 30.30, and this disk 32 has slits 32a, 32a, is formed. Then, the laser beam LB emitted from the semiconductor laser 33 is made into parallel light by the collimating lens 34, and then condensed into a minute spot by the condensing lens 35 and irradiated onto the disk 32, and the slit formed in the disk 32 is The laser beam LB that has passed through 32a is sent to the light receiving element 3.
By providing an optical detection system 37 for detection at 6, the amount of rotational displacement of the disk 32 is detected.
このような構成においては、単位時間当たりの回転軸3
1の回転量が検出てきるものの、その絶対的な回転角度
については検出することができない。この絶対的な回転
角度を検出するrこめの信号を得るには、例えば、第9
図に示すように、ディスク32に、互いに位相の異なる
2列のスリット32A、32A、 と32B、32B
、・−を形成すると共に、原点となる基準位置に1個の
スリット32Cを形成し、これらのスリット32A、3
2B32Cを各々検出する3組の光学検出系37を設け
なればならない。これはインクリメンタル型と呼ばれる
ものであるが、このような方法においては、光学検出系
37を少なくとも3組設けなければならないため、部品
点数の増加が避けられず、装置全体の小形化が困難であ
る。In such a configuration, the number of rotating shafts per unit time is 3.
Although the rotation amount of 1 can be detected, the absolute rotation angle cannot be detected. To obtain a signal that detects this absolute rotation angle, for example, the 9th
As shown in the figure, the disk 32 has two rows of slits 32A, 32A, and 32B, 32B with mutually different phases.
, .
Three sets of optical detection systems 37, each for detecting 2B32C, must be provided. This is called an incremental type, but in such a method, at least three sets of optical detection systems 37 must be provided, which inevitably increases the number of parts and makes it difficult to downsize the entire device. .
そこで、第10図に示すように、ディスク42の記録面
に、その半径方向に放射状に延びる複数の反射部42a
と非反射部42bを円周方向に所定間隔て記録し、さら
に、半導体レーザから発せられるレーザビームを3つの
微小のスポットLSaLSb、LScに各々集光してデ
ィスク42の記録面に照射すると共に、それらの反射光
を各々受光し、各反射光量に対応した多相の検出信号を
各々出力する光学検出系を設け、これら多相の検出信号
に基づいてディスク42の回転変位量を検出する光学式
ロータリーエンコーダが提案されている。Therefore, as shown in FIG. 10, a plurality of reflecting portions 42a are provided on the recording surface of the disk 42 and extend radially in the radial direction thereof.
and non-reflective portions 42b are recorded at predetermined intervals in the circumferential direction, and furthermore, a laser beam emitted from a semiconductor laser is focused on three minute spots LSaLSb and LSc and irradiated onto the recording surface of the disk 42, An optical detection system is provided that receives each of the reflected lights and outputs a multiphase detection signal corresponding to each amount of reflected light, and detects the amount of rotational displacement of the disk 42 based on these multiphase detection signals. A rotary encoder has been proposed.
この場合、各スポットL Sa、L Sb、L Scの
位置関係を調整し、光学検出系から得られる多相の検出
信号の位相差を調整する技術が不可欠である。In this case, a technique is essential for adjusting the positional relationship among the spots L Sa, L Sb, and L Sc, and for adjusting the phase difference of the multiphase detection signals obtained from the optical detection system.
このような位相差を調整する技術としては、従来、特開
昭63−111418号公報に記載されているように、
光学検出系をディスク42の接線方向(第1O図に示す
矢印入方向)へ送るものか提案されている。Conventionally, as a technique for adjusting such a phase difference, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 111418/1983,
It has been proposed to send the optical detection system in the tangential direction of the disk 42 (in the direction of the arrow shown in FIG. 1O).
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上述したように光学検出系から得られる多相
の検出信号の位相差を調整するために、光学検出系をデ
ィスク42の接線方向へ送る方法においては、第1O図
に示すようにディスク42に記録された放射状に延びる
複数の反射部42aおよび非反射部42bと、略直交す
る方向(矢印A方向)へ各スボッ) L Sa、L S
b、f−Scが同じ距離移動するだけであるので、例え
ば、両端のスポットLSaとL S cの位相差を所定
値に設定しようとしてら、微妙にしか位相差が変化せず
、必ずしも所望の位相差に調整することができないとい
う問題があっf二。この問題は、両端のスポットLSa
とLScとの間隔が狭い程、顕著に現れる。"Problems to be Solved by the Invention" By the way, in the method of sending the optical detection system in the tangential direction of the disk 42 in order to adjust the phase difference of the multiphase detection signals obtained from the optical detection system as described above, As shown in FIG. 1O, the plurality of radially extending reflective portions 42a and non-reflective portions 42b recorded on the disk 42 are moved in a direction substantially orthogonal to each other (in the direction of arrow A).
Since b and f-Sc only move the same distance, for example, if you try to set the phase difference between the spots LSa and LSc at both ends to a predetermined value, the phase difference will change only slightly, and it will not necessarily be the desired value. There is a problem that it cannot be adjusted to the phase difference. This problem is caused by the spot LSa at both ends.
The narrower the distance between LSc and LSc, the more conspicuous it becomes.
この発明は上述した事情に鑑みてなされ1こもので、単
一の光学検出系で複数のスポットを記録媒体に照射し、
多相の検出信号を得る構成において、各検出信号の位相
差を任意に、かつ容易に調整することができる光学式ロ
ータリーエンコーダを提供することを目的としている。This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and it irradiates a recording medium with a plurality of spots using a single optical detection system.
It is an object of the present invention to provide an optical rotary encoder that can arbitrarily and easily adjust the phase difference of each detection signal in a configuration that obtains multiphase detection signals.
「課題を解決するための手段」
この発明は、回転自在に支持され、半径方向に放射状に
延びる位置情報が記録面の円周方向に所定間隔で記録さ
れた円板状の記録媒体と、半導体レーザから発せられる
レーザビームを略接線方向に沿った複数の微小スポット
に各々集光して前記記録媒体の記録面に照射すると共に
、それらの反射光を各々受光し、各反射光量に対応した
多相の検出信号を各々出力する光学検出手段とを具備し
、前記各検出信号に基づいて前記記録媒体の回転変位量
を検出する光学式ロータリーエンコーダにおいて、前記
光学検出手段を前記記録媒体の半径方向へ設定量だけ移
送する位置調整機構を設け1こことを特徴としている。"Means for Solving the Problems" The present invention provides a disc-shaped recording medium that is rotatably supported and on which position information extending radially in the radial direction is recorded at predetermined intervals in the circumferential direction of the recording surface, and a semiconductor. A laser beam emitted from a laser is focused on a plurality of minute spots along a substantially tangential direction and irradiated onto the recording surface of the recording medium, and each of the reflected lights is received, and a plurality of spots corresponding to the amount of each reflected light are collected. In an optical rotary encoder, the optical rotary encoder is equipped with optical detection means that outputs phase detection signals, and detects the amount of rotational displacement of the recording medium based on the detection signals, wherein the optical detection means is configured to detect rotational displacement of the recording medium in a radial direction of the recording medium. It is characterized by providing a position adjustment mechanism for transferring a set amount to.
「作用」
上記の構成によれば、光学検出手段が記録媒体の半径方
向へ設定量だけ移送されるので、移送距離が僅かであっ
ても、略接線方向に沿った複数の微小スポットが放射状
に延びる位置情報を横切り、この結果、多相の検出信号
の位相差が任意に調整される。"Operation" According to the above configuration, the optical detection means is moved by a set amount in the radial direction of the recording medium, so even if the moving distance is small, multiple minute spots along the approximately tangential direction are radially detected. The extended position information is traversed, so that the phase difference of the multiphase detection signals is arbitrarily adjusted.
「実施例」
以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。"Embodiments" Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図および第2図はこの発明の第一実施例の機械的構
成を示す平面図および側面図である。これらの図におい
て、25は装置本体に固定的に設けられた支持部材であ
り、この支持部材25には互いに平行な2本のガイドシ
ャフト26a、26bがディスク1の半径方向Bと平行
に取り付けられている。そして、これら2本のガイドシ
ャフト26a、26bによってガイドプレート27か移
動自在に支持され、さらにこのガイドプレート27によ
って、後述する光ピツクアップ6が、そのメインレーザ
ビーム光軸Jを中心に回動自在に支持されている。これ
により、光ピツクアップ6は、ディスク1の半径方向B
へ移動自在に支持されると共に、メインレーザビーム光
軸Jを中心に矢印R方向へ回動自在に支持されている。1 and 2 are a plan view and a side view showing the mechanical structure of a first embodiment of the present invention. In these figures, reference numeral 25 denotes a support member fixedly provided on the main body of the apparatus, and two mutually parallel guide shafts 26a and 26b are attached to this support member 25 in parallel to the radial direction B of the disk 1. ing. A guide plate 27 is movably supported by these two guide shafts 26a and 26b, and further, an optical pickup 6, which will be described later, is rotatably supported by the guide plate 27 around its main laser beam optical axis J. Supported. As a result, the optical pickup 6 moves in the radial direction B of the disk 1.
It is supported so as to be movable to and rotatable in the direction of arrow R about the main laser beam optical axis J.
また、ガイドプレート27の一端面には、支持部材25
に螺合された調整ネジ29の先端が当接しており、その
他端面ばガイドシャフト26a、26bの端部に設けら
れたバネ28によって付勢されている。これにより調整
ネジ29を正方向へ回動してねじ込み、もしくは逆方向
へ回動することにガイドプレート27を、半径方向日に
沿う任意の位置に移送することができる。さらに、光ピ
ツクアップ6の一端面には、メインレーザビーム光軸J
を中心とする仮想円周に沿で歯が形成されたギヤ30が
取り付けられており、このギヤ30に螺合するウオーム
ギヤ31の両端が、ガイドプレート27の一端面に設け
られた軸受27a、27aによって各々回動自在に、か
つ軸方向の移動を規制された状態で支持されている。こ
の軸受27aには、側部に孔27cが形成されており、
この孔27cからウオームギヤ31の端面に刻まれた溝
31aが露出している。この溝31aをドライバー等て
回動することにより、光ピツクアップ6を、メインレー
ザビーム光軸Jを中心とする任意の回転位置に調整する
ことができるようになっている。Further, a support member 25 is provided on one end surface of the guide plate 27.
The tip of an adjustment screw 29 screwed into the guide shaft 26 is in contact with the tip, and the other end surface is biased by a spring 28 provided at the end of the guide shafts 26a, 26b. As a result, the guide plate 27 can be moved to an arbitrary position along the radial direction by rotating the adjustment screw 29 in the forward direction to tighten it, or by rotating it in the reverse direction. Furthermore, one end surface of the optical pickup 6 has a main laser beam optical axis J.
A gear 30 having teeth formed along an imaginary circumference centered at is attached, and both ends of a worm gear 31 that is screwed into this gear 30 are connected to bearings 27a, 27a provided on one end surface of the guide plate 27. They are each supported rotatably and with axial movement restricted. A hole 27c is formed in the side of this bearing 27a.
A groove 31a carved in the end face of the worm gear 31 is exposed from this hole 27c. By rotating this groove 31a with a screwdriver or the like, the optical pickup 6 can be adjusted to any rotational position around the main laser beam optical axis J.
以上により、第3図に示すように光ピツクアップ6から
照射されたレーザビームによって、ディスクl上に、該
ディスクlの略接線方向に沿って1列にサブレーザスポ
ットS L S 、、メインレーザスポットMLS、サ
ブレーザスポットSLIが照射されている場合、まず、
調整ネジ29を回すことにより各スポットをディスク1
の半径方向Bへ移動して粗調整を行った後、ウオームギ
ヤ31を回すことによって、各スポットをメインレーザ
スボッ)MLSを中心に矢印R方向へ回動させ、微調整
することができ、このような単純な機構で、各スポット
の位置関係(位相差)を任意に調整することができる。As a result, as shown in FIG. 3, the laser beam irradiated from the optical pickup 6 creates sub-laser spots S L S , main laser spots on the disk l in a row along the substantially tangential direction of the disk l. When MLS and sub-laser spot SLI are irradiated, first,
Adjust each spot to disk 1 by turning the adjustment screw 29.
After performing rough adjustment by moving in the radial direction B of With such a simple mechanism, the positional relationship (phase difference) of each spot can be adjusted arbitrarily.
ここで、各スポットをディスクlの接線方向へのみ移送
する従来技術と比較した場合、各スポットをディスクl
の半径方向へ送った方が、ディスク1に記録されたラン
ド2aとピット2bが放射状、すなわち扇状であるため
、サブレーザスポットSLS、とSLS、の位置関係(
位相差)の調整が迅速かつ容易に行うことができ、さら
に、メインレーザスポットMLS回りに回動させること
により、より一層高精度に調整を行うこおとができる。Here, when compared with the conventional technology in which each spot is transferred only in the tangential direction of the disk l, each spot is moved only in the tangential direction of the disk l.
Since the lands 2a and pits 2b recorded on the disk 1 are radial, that is, fan-shaped, the positional relationship between the sub-laser spots SLS and SLS (
The phase difference) can be adjusted quickly and easily, and furthermore, by rotating around the main laser spot MLS, the adjustment can be performed with even higher precision.
次に、ディスクlに記録されたランド2aとピット2b
および、各レーザスポットMLS、SLS。Next, land 2a and pit 2b recorded on disk l
And each laser spot MLS, SLS.
SLS、の機能や位置関係を明確にするために、上述し
た一実施例の電気的および光学的構成にっいて説明する
。In order to clarify the function and positional relationship of the SLS, the electrical and optical configuration of the above-mentioned embodiment will be explained.
第4図において、lはディスクであり、その移動方向M
に沿って等間隔に、すなわち1.Iの比率で凸状のラン
ド部2aと凹状のピット部2bが交互に形成された透明
プラスチックの基板2と、この基板2のビット部2bが
形成された面にアルミニウムの薄膜を蒸着することによ
って形成された反射膜3と、この反射ll13を覆うよ
うに形成された透明プラスチックの保護膜4とから構成
されている。このディスクlは第5図に示すように、図
示せぬホールベアリング等によって回転自在に支持され
た回転軸5に取り付けられており、その回転方向Mに沿
って等間隔にかつ微細な間隔でランド部2aとビット部
2bが放射状に形成されている。In FIG. 4, l is a disk, and its moving direction M
at equal intervals along, i.e. 1. By forming a transparent plastic substrate 2 in which convex land portions 2a and concave pit portions 2b are alternately formed at a ratio of I, and by vapor-depositing a thin aluminum film on the surface of this substrate 2 on which the bit portions 2b are formed. It consists of a reflective film 3 formed and a transparent plastic protective film 4 formed to cover the reflective film 113. As shown in FIG. 5, this disk l is attached to a rotating shaft 5 that is rotatably supported by a hall bearing (not shown), and lands are placed at equal and minute intervals along the rotational direction M. The portion 2a and the bit portion 2b are formed radially.
そして、このディスクlの原点となる基準位置において
は、第4図に示すようにランド部2a上の反射113が
除去されて、反射膜除去部3aが形成されている。この
反射膜除去部3aにおいては、反射率が略0%となって
おり、他の部分と反射率か著しく異なっている。At the reference position, which is the origin of the disk l, the reflection 113 on the land portion 2a is removed to form a reflective film removed portion 3a, as shown in FIG. In this reflective film removed portion 3a, the reflectance is approximately 0%, and the reflectance is significantly different from other portions.
6は光ピツクアップであり、半導体レーザ7、コリメー
トレンズ8、グレーティングプレート(回折格子)9、
ハーフミラ−IO1対物レンズ11゜集光レンズ12、
ノリンドリカルレンズ13、および光検出器14によっ
て構成されている。6 is an optical pickup, which includes a semiconductor laser 7, a collimating lens 8, a grating plate (diffraction grating) 9,
Half mirror IO1 objective lens 11° condensing lens 12,
It is composed of a nolindrical lens 13 and a photodetector 14.
そして、半導体レーザ7がレーザ駆動回路15によって
駆動されて、レーザビームLBを発すると、このレーザ
ビームLBがコリメートレンズ8によって平行光とされ
た後、グレーティングプレート9を介してハーフミラ−
10に導かれ、このハーフミラ−10によって光路か直
角に折り曲げられて対物レンズ11に導かれ、さらに、
この対物レンズ11によって微小のスポットに集光され
て、ディスクl上に照射される。When the semiconductor laser 7 is driven by the laser drive circuit 15 and emits a laser beam LB, this laser beam LB is collimated by the collimator lens 8 and then passed through the grating plate 9 to the half mirror.
10, the optical path is bent at right angles by this half mirror 10 and guided to the objective lens 11, and further,
The objective lens 11 condenses the light into a minute spot and irradiates it onto the disk l.
実際には、レーザビームLBはグレーティングプレート
9の作用により、3本のレーザビームに分けられ、ディ
スクl上には、第3図に示すように、メインレーザスポ
ットMLSの他に2つのサブレーザスポットSLS、と
SLS、が生じる。この場合、ディスク1の略接線方向
に沿って、レーザスポットSLS、、MLS、SLS、
の順に一列に配列されている。In reality, the laser beam LB is divided into three laser beams by the action of the grating plate 9, and as shown in FIG. SLS and SLS occur. In this case, the laser spots SLS, , MLS, SLS,
are arranged in a line in this order.
ここで、レーザビームLBがディスクlのビット部2b
に照射されると、ビット部2bとランド部2aとからの
反射光の干渉効果によって対物レンズ11に入射する反
射光量が減少する。一方、ビット部2bとビット部2b
の間のランド部2aにおいては、全ての反射光が対物レ
ンズ11に入射するため、反射光量が増加する。Here, the laser beam LB is directed to the bit portion 2b of the disk l.
When the light is irradiated to the objective lens 11, the amount of reflected light incident on the objective lens 11 is reduced due to the interference effect of the reflected light from the bit portion 2b and the land portion 2a. On the other hand, the bit part 2b and the bit part 2b
In the land portion 2a between the two, all the reflected light enters the objective lens 11, so the amount of reflected light increases.
ディスク1によって反射されたレーザビームしBは、再
び対物レンズ11を介してハーフミラ−10に導かれる
が、今度はこのハーフミラ−10を直進して集光レンズ
12に導かれ、この集光レンズ12およびシリンドリカ
ルレンズ13て集光されて光検出器14に達する。The laser beam B reflected by the disk 1 is again guided to the half mirror 10 via the objective lens 11, but this time it travels straight through this half mirror 10 and is guided to the condenser lens 12. The light is focused by the cylindrical lens 13 and reaches the photodetector 14.
この光検出器14は、第6図に示すように、大きく分け
て3つの検出部14a、14b、I 4cによって構成
されており、中央の検出部14bはさらに4分割されて
いる。これら各検出ff114a−14cは、例えばフ
ォトダイオードによって各々構成されており、受光量に
応じたレベルの検出信号S a〜Scを各々出力する。As shown in FIG. 6, this photodetector 14 is roughly divided into three detection parts 14a, 14b, and I4c, and the central detection part 14b is further divided into four parts. Each of these detection ff114a-14c is constituted by, for example, a photodiode, and outputs detection signals Sa to Sc at a level corresponding to the amount of received light, respectively.
そして、ディスク1て反射されたメインレーザビームM
LBが中央の検出部+4bに到達し、サブレーザビーム
SLB、とSLB、か検出K I 4 aと14cに各
々到達するため、各検出f= I 4 a〜14cから
各々出力される検出信号5a=Scは、各レーザビーム
の反射光量に応じたレベルとなる。これらは、本来、対
物レンズ11のフォーカンングサーボやトラッキングサ
ーボを行うr二めに必要となるサーボ誤差信号を得るた
めのものであるが、これらサーボ系についての説明は省
略する。Then, the main laser beam M reflected by the disk 1
LB reaches the central detection section +4b, and the sub laser beams SLB and SLB reach the detection K I 4 a and 14c, respectively, so the detection signal 5a is output from each detection f = I 4 a to 14c, respectively. =Sc is a level corresponding to the amount of reflected light of each laser beam. These servo systems are originally intended to obtain a servo error signal that is necessary for performing focusing servo and tracking servo of the objective lens 11, but a description of these servo systems will be omitted.
再び、第4図に戻り、光検出器14の検出部14aから
出力された検出信号Saは、コンパレータ16と17に
各々供給される。フンパレータ16は、検出信号Saと
予め設定されたスレッシュホールドレベルSL、とを比
較し、検出信号S8がスレッ/ユホールドレベルSL、
以上となった場合に、°H”レベルの判定信号C1を出
力する。また、コノパレータ17は、検出信号Saと予
め設定されたスレッノユホールドレベルSL、とを比較
し、検出信号SaがスレッノユホールドレベルSL、以
下となった場合に、“H”レベルの判定信号Cアを出力
する。これら判定信号C2とC!がオアゲート18を介
して相対位置パルスPrとして出力され、判定信号C4
が絶対位置パルスPaとして出力される。Returning to FIG. 4 again, the detection signal Sa output from the detection section 14a of the photodetector 14 is supplied to comparators 16 and 17, respectively. The humpator 16 compares the detection signal Sa with a preset threshold level SL, and detects that the detection signal S8 is the threshold level SL,
When the above is reached, the judgment signal C1 of the °H" level is output. The conoperator 17 also compares the detection signal Sa with a preset threshold level SL, and determines whether the detection signal Sa is the threshold level. When the hold level SL is lower than or equal to the hold level SL, an "H" level determination signal CA is output.These determination signals C2 and C! are outputted as a relative position pulse Pr via the OR gate 18, and a determination signal C4 is output.
is output as an absolute position pulse Pa.
一方、光検出器14の検出!!14bと14cから各々
出力された検出信号sbとScは、波形整形回路20と
21において、所定のスレッノユホールドレベルによっ
て波形整形され、パルス信号PとP、とされて方向判定
回路23に供給される。On the other hand, the detection of the photodetector 14! ! The detection signals sb and Sc outputted from 14b and 14c, respectively, are waveform-shaped by predetermined threshold levels in waveform shaping circuits 20 and 21, and are supplied to the direction determination circuit 23 as pulse signals P and P. Ru.
この方向判定回路23は、パルス信号PlとP、の位相
関係に基づいて、ディスク1の回転方向を判定し、方向
判定信号Pcを出力するものである。The direction determination circuit 23 determines the rotational direction of the disk 1 based on the phase relationship between the pulse signals Pl and P, and outputs a direction determination signal Pc.
以上の構成において、ディスク1の回転に伴って、各レ
ーザスポットが照射される部分が変化し、ディスクlの
ビット部2bに照射されると、ビット部2bとランド部
2aとからの反射光の干渉効果によって対物レンズ11
に入射する反射光量が減少し、ピット部2bとピット部
2bの間のランド部2aにおいては、全ての反射光が対
物レンズ11に入射するため、反射光量が増加する。こ
の結果、光検出器14の各検出部14a=14cからは
、第7図(イ)〜(ハ)に示すように、互いに位相の異
なる略正弦波状の検出信号5a−9cが各々出力される
。In the above configuration, as the disk 1 rotates, the portion irradiated with each laser spot changes, and when the bit portion 2b of the disk 1 is irradiated, the reflected light from the bit portion 2b and the land portion 2a changes. Objective lens 11 due to interference effect
In the land portion 2a between the pit portions 2b, all of the reflected light enters the objective lens 11, so the amount of reflected light increases. As a result, substantially sinusoidal detection signals 5a to 9c having mutually different phases are output from each detection unit 14a=14c of the photodetector 14, as shown in FIGS. 7(a) to 7(c). .
これらの信号の内、検出信号Sb、Scが波形整形回路
20.21によって各々波形整形され、パルス信号P1
.Ptとされた後、方向判定回路23に供給される。そ
して、この方向判定回路23が、パルス信号P、とP!
の位相関係に基づいて、ディスク1の回転方向を判定す
る。例えば、パルス信号P、がパルス信号P、よりも進
み位相であった場合は、ディスクlが正転しているもの
として“H”レベルの方向判定信号Pcを出力し、逆に
パルス信号P、が進み位相であった場合は、ディスクl
が逆転しているものとして“L゛レベル方向判定信号P
cを出力する。Among these signals, the detection signals Sb and Sc are waveform-shaped by waveform shaping circuits 20 and 21, respectively, and are converted into pulse signals P1.
.. After being made into Pt, it is supplied to the direction determination circuit 23. Then, this direction determination circuit 23 outputs pulse signals P and P!
The rotation direction of the disk 1 is determined based on the phase relationship. For example, if the pulse signal P is ahead of the pulse signal P, it is assumed that the disk l is rotating in the normal direction, and a direction determination signal Pc of "H" level is output, and conversely, the pulse signal P, If the phase is advanced, the disk l
Assuming that the direction is reversed, the “L” level direction determination signal P
Output c.
一方、ディスクlの原点となる基準位置においては、第
4図に示すようにランド部2a上の反射膜3が除去され
て、反射膜除去部3aが形成されており、この反射膜除
去部3aにおいては、レーザビームLBが反射されずに
透過してしまう。したがって、この反射膜除去部3aが
レーザスポット上を通過する毎に、各検出信号5a−3
cは、第7図(ニ)に点線で示すように、本来ランド[
2aからの反射光量増加に応じてレベルか山伏に変化す
べきところを、同図(ニ)に実線で示すように深い谷状
に変化する。On the other hand, at the reference position that is the origin of the disk l, the reflective film 3 on the land portion 2a is removed to form a reflective film removed portion 3a, as shown in FIG. In this case, the laser beam LB is transmitted without being reflected. Therefore, each time the reflective film removal section 3a passes over the laser spot, each detection signal 5a-3
c is originally a land [
In response to an increase in the amount of reflected light from 2a, what should have changed from level to mountain range changes to a deep valley shape as shown by the solid line in FIG. 2(d).
そこで、第7図(ニ)に示すように、コンパレータ16
によって検出信号SaとスレッンユホールドレベルSL
、とが比較され、検出信号Saがスレッシュホールドレ
ベルSL、以上となった場合に、第7図(ホ)に示すよ
うに、コンパレータ16から“H”レベルの判定信号C
1が出力される。これにより、ディスクlのランド部2
aとピット[2bによる光の干渉効果に基づいて生じる
反射光量変化に対応した繰り返しパルスである判定信号
C1が出力される。 また、第7図(ニ)に示すように
コンパレータ17によって検出信号Saとスレツンユホ
ールドレベルSL、とが比較され、検出信号Saがスレ
ッシュホールドレベルSL、以下となった場合に、第7
図(へ)に示すように、コンパレータ17から“H”レ
ベルの判定信号C2が出力される。Therefore, as shown in FIG. 7(d), the comparator 16
Detection signal Sa and threshold hold level SL
, and when the detection signal Sa exceeds the threshold level SL, as shown in FIG.
1 is output. As a result, the land portion 2 of the disk l
A determination signal C1 is output, which is a repetitive pulse corresponding to a change in the amount of reflected light that occurs based on the interference effect of light between a and pit [2b. Further, as shown in FIG. 7(d), the detection signal Sa and the threshold level SL are compared by the comparator 17, and when the detection signal Sa is below the threshold level SL, the seventh
As shown in the figure (f), the comparator 17 outputs an "H" level determination signal C2.
これにより、ディスクlの基準位置の反射膜除去部3a
における他の部分との反射率の相異に基づいて生じる反
射光量変化に対応した判定信号C7が得られ、この判定
信号C3がディスクlの基準位置を示す絶対位置パルス
Paとして出力される。As a result, the reflective film removed portion 3a at the reference position of the disc l
A determination signal C7 is obtained corresponding to a change in the amount of reflected light that occurs based on the difference in reflectance from other parts of the disc l, and this determination signal C3 is output as an absolute position pulse Pa indicating the reference position of the disc l.
さらに、オアゲート18を介して判定信号CIとC1の
論理和か相対位置パルスPrとして出力される。Further, the OR gate 18 outputs the logical sum of the determination signals CI and C1 as a relative position pulse Pr.
ここで、相対位置パルスPrを順次カウントすると共に
、方向判定信号Pcによってアップカウント/ダウンカ
ウントが切り換えられ、さらに絶対位置パルスPaによ
ってリセットされるカウンタを設けることによって、こ
のカウンタのカウント値がディスクlの基準位置を原点
とする絶対的な回転角度として得られる。Here, by providing a counter that sequentially counts the relative position pulses Pr, switches between up-counting and down-counting according to the direction determination signal Pc, and is reset by the absolute position pulse Pa, the count value of this counter is It is obtained as an absolute rotation angle with the reference position as the origin.
なお、上述し1こ一実施例においては、ランド部2aと
ピット部2bからなる凹凸形状により位置情報を記録し
たディスクlの場合を例に説明したか、例えば、回転方
向へ等間隔に反射率の相異する放射状のパターンを印刷
して位置情報を記録したディスクを用いても、同様の効
果か得られる。In addition, in the above-mentioned first embodiment, the case where the disk 1 is recorded with positional information using an uneven shape consisting of land portions 2a and pit portions 2b is explained as an example. A similar effect can be obtained by using a disk on which position information is recorded by printing different radial patterns.
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、光学検出手段
が記録媒体の半径方向へ移送されるようにしたので、移
送距離が僅かであっても、略接線方向に沿った複数の微
小スポットが放射状に延びる位置情報を横切り、この結
果、多相の検出信号の位相差を任意に、かつ容易に調整
することができるという効果が得られる。"Effects of the Invention" As explained above, according to the present invention, the optical detection means is transported in the radial direction of the recording medium, so even if the transport distance is small, the optical detection means can be transported along the substantially tangential direction. A plurality of minute spots cross the radially extending position information, and as a result, the effect that the phase difference of the multiphase detection signals can be arbitrarily and easily adjusted is obtained.
第1図および第2図はこの発明の一実施例の機械的構成
を示す平面図および側面図、第3図は同実施例のディス
クの一部を拡大して示した平面図、第4図は同実施例の
電気的および光学的構成を示すブロック図、第5図は同
実施例のディスクの構成を示す平面図、第6図は同実施
例の光検出器の構成を示す平面図、第7図(イ)〜(ト
)は同実施例の動作を説明するための各部の波形図、第
8図は従来の光学式ロータリーエンコーダの構成を示す
斜視図、第9図は従来のインクリメンタル型のディスク
の構成を示す平面図、第10図は他の従来例のディスク
の構成を示す平面図である。
・ディスク(記録媒体)、
・ランド部(位置情報)、
ピット部(位置情報)、
・・光ピツクアップ(光学検出手段)、6a、26b・
・・・・・ガイドシャフト、7・・・・ガイドプレート
、
8 ・ バネ、
9・・・・調整ネノ、
0・・・・・ギヤ、
l ・ウオームギヤ(以上、位置調整機構)。
第4図
−二一一
第6図
第7図1 and 2 are a plan view and a side view showing the mechanical configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view showing an enlarged part of the disk of the embodiment, and FIG. 4 5 is a block diagram showing the electrical and optical configuration of the embodiment; FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the disk of the embodiment; FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the photodetector of the embodiment; Figures 7 (a) to (g) are waveform diagrams of various parts to explain the operation of the same embodiment, Figure 8 is a perspective view showing the configuration of a conventional optical rotary encoder, and Figure 9 is a conventional incremental encoder. FIG. 10 is a plan view showing the structure of another conventional disk.・Disk (recording medium), ・Land portion (position information), pit portion (position information), ・・Optical pickup (optical detection means), 6a, 26b・
...Guide shaft, 7..Guide plate, 8. Spring, 9..Adjustment lever, 0..Gear, l.Worm gear (position adjustment mechanism). Figure 4-211 Figure 6 Figure 7
Claims (1)
報が記録面の円周方向に所定間隔で記録された円板状の
記録媒体と、半導体レーザから発せられるレーザビーム
を略接線方向に沿った複数の微小スポットに各々集光し
て前記記録媒体の記録面に照射すると共に、それらの反
射光を各々受光し、各反射光量に対応した多相の検出信
号を各々出力する光学検出手段とを具備し、前記各検出
信号に基づいて前記記録媒体の回転変位量を検出する光
学式ロータリーエンコーダにおいて、前記光学検出手段
を前記記録媒体の半径方向へ設定量だけ移送する位置調
整機構を設けたことを特徴とする光学式ロータリーエン
コーダ。A disc-shaped recording medium is rotatably supported and has positional information recorded radially extending in a radial direction at predetermined intervals in the circumferential direction of the recording surface, and a laser beam emitted from a semiconductor laser is directed along a substantially tangential direction. an optical detection means that focuses light onto a plurality of minute spots and irradiates the recording surface of the recording medium, receives each of the reflected lights, and outputs a multiphase detection signal corresponding to each amount of reflected light; The optical rotary encoder detects the amount of rotational displacement of the recording medium based on each of the detection signals, further comprising a position adjustment mechanism that moves the optical detection means by a set amount in a radial direction of the recording medium. An optical rotary encoder featuring:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18572090A JPH0472517A (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Optical type rotary encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18572090A JPH0472517A (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Optical type rotary encoder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0472517A true JPH0472517A (en) | 1992-03-06 |
Family
ID=16175678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18572090A Pending JPH0472517A (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Optical type rotary encoder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0472517A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011122993A (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Nikon Corp | Reflecting plate for optical encoder, and method for manufacturing the same |
JP2014002077A (en) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | New Japan Radio Co Ltd | Position detector using reflective photosensor |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18572090A patent/JPH0472517A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011122993A (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Nikon Corp | Reflecting plate for optical encoder, and method for manufacturing the same |
JP2014002077A (en) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | New Japan Radio Co Ltd | Position detector using reflective photosensor |
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