JPH05126601A - 複数波長の光学式エンコーダ - Google Patents
複数波長の光学式エンコーダInfo
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- JPH05126601A JPH05126601A JP31521691A JP31521691A JPH05126601A JP H05126601 A JPH05126601 A JP H05126601A JP 31521691 A JP31521691 A JP 31521691A JP 31521691 A JP31521691 A JP 31521691A JP H05126601 A JPH05126601 A JP H05126601A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転部材を光を開閉するスリツト付きの構造
にすることにより簡素で安価な複数波長の光学式エンコ
ーダを提供する。 【構成】 回転部材は光を開閉するだけのスリツトを持
つ構造とし、受光側または発光側に唯一の波長を透過ま
たは反射するフイルタを有する構造とすることで異波長
の光を重畳するようにした。
にすることにより簡素で安価な複数波長の光学式エンコ
ーダを提供する。 【構成】 回転部材は光を開閉するだけのスリツトを持
つ構造とし、受光側または発光側に唯一の波長を透過ま
たは反射するフイルタを有する構造とすることで異波長
の光を重畳するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転体の角度や速度を光
学的に検出する光学式エンコーダに係り、特に光フアイ
バを用いたものに好適な複数波長の光学式エンコーダに
関する。
学的に検出する光学式エンコーダに係り、特に光フアイ
バを用いたものに好適な複数波長の光学式エンコーダに
関する。
【０００２】
【従来の技術】エンコーダは、回転体の角度、速度、方
向を検出するものであり、基準点用のＺ相信号や、基準
点からの角度を検出するＡ相、Ｂ相信号等の複数の情報
を有するため、産業用ロボツト、ＮＣ工作機械などのＦ
Ａ分野で幅広く利用されている。
向を検出するものであり、基準点用のＺ相信号や、基準
点からの角度を検出するＡ相、Ｂ相信号等の複数の情報
を有するため、産業用ロボツト、ＮＣ工作機械などのＦ
Ａ分野で幅広く利用されている。
【０００３】この場合、信号伝送時の電気的ノイズによ
る誤動作を防止するために、伝送部に光フアイバを用い
た光学式エンコーダがある。
る誤動作を防止するために、伝送部に光フアイバを用い
た光学式エンコーダがある。
【０００４】この種のエンコーダには例えば特開昭６２
−３６５１８号が挙げられる。
−３６５１８号が挙げられる。
【０００５】さらに、特開昭６１−２４３３２２号にお
いても波長によつて反射波長が変化する反射板を具備し
た回転反射板を使用した例が挙げられている。
いても波長によつて反射波長が変化する反射板を具備し
た回転反射板を使用した例が挙げられている。
【０００６】そして、両公知例に共通しているのは、い
ずれも位置検出後においては異なる波長の光を重畳して
いない。つまり公知例においては原理的に一波長を伝送
し、時系列的に異なる波長を伝送する方式をとつてい
る。
ずれも位置検出後においては異なる波長の光を重畳して
いない。つまり公知例においては原理的に一波長を伝送
し、時系列的に異なる波長を伝送する方式をとつてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術はエンコ
ーダの回転部材の中に、唯一波長の光透過素子または光
反射素子を組み込む構造となつており、回転部材の強度
が十分に保持できないことおよび高価になるという問題
があつた。
ーダの回転部材の中に、唯一波長の光透過素子または光
反射素子を組み込む構造となつており、回転部材の強度
が十分に保持できないことおよび高価になるという問題
があつた。
【０００８】さらに、異なる波長の光を使用してはいる
が、位置検出後に同時に波長の成分を重畳して伝送する
方式にはなつていない、つまり瞬時的には一波長のみを
伝送しているので、情報密度が低くなつてしまうという
問題があつた。
が、位置検出後に同時に波長の成分を重畳して伝送する
方式にはなつていない、つまり瞬時的には一波長のみを
伝送しているので、情報密度が低くなつてしまうという
問題があつた。
【０００９】本発明の目的は、回転部材は光を遮蔽する
スリツト付きの構造にすることにより、簡素で安価な複
数波長の光学式エンコーダを得ることにある。
スリツト付きの構造にすることにより、簡素で安価な複
数波長の光学式エンコーダを得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、回転部材は
光を遮蔽するだけのスリツトを持つ構造とし、受光側ま
たは発光側に唯一の波長を透過または反射するフイルタ
を有する構造とすることにより、異波長の光を重畳する
ことにより達成できる。
光を遮蔽するだけのスリツトを持つ構造とし、受光側ま
たは発光側に唯一の波長を透過または反射するフイルタ
を有する構造とすることにより、異波長の光を重畳する
ことにより達成できる。
【００１１】
【作用】複数の異なる波長の光を１本のフアイバで伝送
し、エンコーダのＡ相、Ｂ相、Ｚ相に対応する回転円板
のスリツトを通過した光、もしくはスリツト付きの回転
円板と同等の作用をする反射板により反射された光を、
フイルタを通して受光し、再び各波長を重畳し、１本の
フアイバーで伝送し、受信側で再びフイルタにより分離
するように動作する。それによつて回転円板は単に光の
開閉を行うだけであり、波長の分離は固定したフイルタ
を通して行うことになり、回転円板の構造が簡素化され
る。
し、エンコーダのＡ相、Ｂ相、Ｚ相に対応する回転円板
のスリツトを通過した光、もしくはスリツト付きの回転
円板と同等の作用をする反射板により反射された光を、
フイルタを通して受光し、再び各波長を重畳し、１本の
フアイバーで伝送し、受信側で再びフイルタにより分離
するように動作する。それによつて回転円板は単に光の
開閉を行うだけであり、波長の分離は固定したフイルタ
を通して行うことになり、回転円板の構造が簡素化され
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１、図２に
より説明する。
より説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例に係るエンコーダの
構成図である。波長λ1 を発生する発光素子８−１と、
波長λ2 を発生する発光素子８−２と、波長λ3 を発生
する発光素子８−３のそれぞれの光を、発光側フアイバ
１の重畳部１−１，１−２，１−３により集光し、これ
を重畳して発光側フアイバ１により伝送し、再び発光側
フアイバ１の分岐部１−４，１−５，１−６により混合
光を分配し、回転デイスク３に設けられたスリツト４に
位置付けする。
構成図である。波長λ1 を発生する発光素子８−１と、
波長λ2 を発生する発光素子８−２と、波長λ3 を発生
する発光素子８−３のそれぞれの光を、発光側フアイバ
１の重畳部１−１，１−２，１−３により集光し、これ
を重畳して発光側フアイバ１により伝送し、再び発光側
フアイバ１の分岐部１−４，１−５，１−６により混合
光を分配し、回転デイスク３に設けられたスリツト４に
位置付けする。
【００１４】この回転デイスク３の裏側には重畳部１−
４に対向してフイルタ６−１と受光側フアイバ２の重畳
部２−４が設定され、同様に重畳部１−５に対向してフ
イルタ６−２と受光側フアイバ２の重畳部２−５が設定
され、同様に重畳部１−６に対向してフイルタ６−３と
受光側フアイバ２の重畳部２−６が設定されている。こ
の位置関係を図１０に示す。実際には円周方向に並んで
いるスリツト４を直線状に並べて説明する。回転デイス
ク３上にはＺ相に対応するスリツト４とＡＢ相に対応す
るスリツト４があり、このスリツト４の位置に合わせて
重畳部２−４，２−５，２−６が位置決めされる。この
時、重畳部２−４と２−５の受光部先つまりフイルタ６
−１と６−２との位置関係はπ／２だけ位相差を持つ部
分に設定される。
４に対向してフイルタ６−１と受光側フアイバ２の重畳
部２−４が設定され、同様に重畳部１−５に対向してフ
イルタ６−２と受光側フアイバ２の重畳部２−５が設定
され、同様に重畳部１−６に対向してフイルタ６−３と
受光側フアイバ２の重畳部２−６が設定されている。こ
の位置関係を図１０に示す。実際には円周方向に並んで
いるスリツト４を直線状に並べて説明する。回転デイス
ク３上にはＺ相に対応するスリツト４とＡＢ相に対応す
るスリツト４があり、このスリツト４の位置に合わせて
重畳部２−４，２−５，２−６が位置決めされる。この
時、重畳部２−４と２−５の受光部先つまりフイルタ６
−１と６−２との位置関係はπ／２だけ位相差を持つ部
分に設定される。
【００１５】なお、スリツト４と次のスリツト４との間
が２πに相当している。そして、重畳部２−４，２−
５，２−６の他端はフアイバ用ガイド２−７に機械的に
押し込まれることにより、受光側フアイバ２と光軸が合
致するようになつている。
が２πに相当している。そして、重畳部２−４，２−
５，２−６の他端はフアイバ用ガイド２−７に機械的に
押し込まれることにより、受光側フアイバ２と光軸が合
致するようになつている。
【００１６】このようにして、受光側フアイバ２の重畳
部２−４，２−５，２−６は１本の受光側フアイバ２に
結合されている。そして受光側フアイバ２の終端は再び
受光側フアイバ２の分岐部２−１，２−２，２−３によ
り分離されて、それぞれフイルタ７−１，７−２，７−
３を介して、受光素子９−１，９−２，９−３に対向し
ている。受光素子９−１，９−２，９−３はそれぞれフ
オトアンプ１０−１，１０−２，１０−３に接続されて
おり、各フオトアンプ１０の出力はそれぞれエンコーダ
のφA ，φB ，φZ 相信号となるように構成されてい
る。
部２−４，２−５，２−６は１本の受光側フアイバ２に
結合されている。そして受光側フアイバ２の終端は再び
受光側フアイバ２の分岐部２−１，２−２，２−３によ
り分離されて、それぞれフイルタ７−１，７−２，７−
３を介して、受光素子９−１，９−２，９−３に対向し
ている。受光素子９−１，９−２，９−３はそれぞれフ
オトアンプ１０−１，１０−２，１０−３に接続されて
おり、各フオトアンプ１０の出力はそれぞれエンコーダ
のφA ，φB ，φZ 相信号となるように構成されてい
る。
【００１７】このように構成された本発明の実施例にお
いて、次に動作を説明する。
いて、次に動作を説明する。
【００１８】発光素子８−１，８−２，８−３はそれぞ
れ異なる波長の光λ1 ，λ2 ，λ3 を発光している。こ
れらの光はそれぞれ発光側フアイバ１の重畳部１−１，
１−２，１−３により集光されると同時に重畳されて、
１本の発光側フアイバ１により回転デイスク３の近くま
で伝送される。その後、図に示すように３方向に発光側
フアイバ１の分岐部１−４，１−５，１−６を通して分
配される。この時、それぞれの分岐部１−４，１−５，
１−６を通る光は重畳された光となつている。回転デイ
スク３はデイクス軸５を中心に回転するようになつてお
り、この回転デイスク３には前述したようにスリツト４
が設けられている。このスリツト４は先の重畳された光
をオン、オフするためのものであり、円周上に一列に複
数スリツトが配置されたＡＢ相用と、一列に１個のスリ
ツトを配置したＺ相用の図示の如き構造となつている。
この一列に複数スリツトを配置した部分がエンコーダの
φA 相、φB 相に相当し、一列に１個のスリツトを配置
した部分がφZ 相に相当している。
れ異なる波長の光λ1 ，λ2 ，λ3 を発光している。こ
れらの光はそれぞれ発光側フアイバ１の重畳部１−１，
１−２，１−３により集光されると同時に重畳されて、
１本の発光側フアイバ１により回転デイスク３の近くま
で伝送される。その後、図に示すように３方向に発光側
フアイバ１の分岐部１−４，１−５，１−６を通して分
配される。この時、それぞれの分岐部１−４，１−５，
１−６を通る光は重畳された光となつている。回転デイ
スク３はデイクス軸５を中心に回転するようになつてお
り、この回転デイスク３には前述したようにスリツト４
が設けられている。このスリツト４は先の重畳された光
をオン、オフするためのものであり、円周上に一列に複
数スリツトが配置されたＡＢ相用と、一列に１個のスリ
ツトを配置したＺ相用の図示の如き構造となつている。
この一列に複数スリツトを配置した部分がエンコーダの
φA 相、φB 相に相当し、一列に１個のスリツトを配置
した部分がφZ 相に相当している。
【００１９】ここで、発光側フアイバ１の分岐部１−４
を通つた重畳光が回転デイスク３のスリツト４を通つ
て、これに対向しているフイルタ６−１を通り、受光側
フアイバ２の重畳部２−４に集光される時、フイルタ６
−１により波長λ1 の光だけが透過し、受光側フアイバ
２の重畳部２−４に到達するようになる。
を通つた重畳光が回転デイスク３のスリツト４を通つ
て、これに対向しているフイルタ６−１を通り、受光側
フアイバ２の重畳部２−４に集光される時、フイルタ６
−１により波長λ1 の光だけが透過し、受光側フアイバ
２の重畳部２−４に到達するようになる。
【００２０】同様に発光側フアイバ１の分岐部１−５を
通つた重畳光が回転デイスク３のスリツト４を通つて、
これに対向しているフイルタ６−２を通り、受光側フア
イバ２の重畳部２−５に集光される時、フイルタ６−２
により波長λ2 の光だけが透過し、受光側フアイバ２の
重畳部２−５に到達するようになる。
通つた重畳光が回転デイスク３のスリツト４を通つて、
これに対向しているフイルタ６−２を通り、受光側フア
イバ２の重畳部２−５に集光される時、フイルタ６−２
により波長λ2 の光だけが透過し、受光側フアイバ２の
重畳部２−５に到達するようになる。
【００２１】これらの波長λ1 とλ2 とは回転デイスク
３上の一列に複数スリツトを配置した部分に設定されて
おり、エンコーダのφA 相、φB 相に相当するものであ
る。一方、一列に１個のスリツト４を配置した部分には
発光側フアイバ１の分岐部１−６が配置され、分岐部１
−６を通つた重畳光がスリツト４を通つて、これに対向
したフイルタ６−３をとおり、受光側フアイバ２の重畳
部２−６に集光される時、フイルタ６−３により波長λ
3 の光だけが透過し、受光側フアイバ２の重畳部２−６
に到達する。この波長λ3 がエンコーダのφZ 相に相当
するものである。
３上の一列に複数スリツトを配置した部分に設定されて
おり、エンコーダのφA 相、φB 相に相当するものであ
る。一方、一列に１個のスリツト４を配置した部分には
発光側フアイバ１の分岐部１−６が配置され、分岐部１
−６を通つた重畳光がスリツト４を通つて、これに対向
したフイルタ６−３をとおり、受光側フアイバ２の重畳
部２−６に集光される時、フイルタ６−３により波長λ
3 の光だけが透過し、受光側フアイバ２の重畳部２−６
に到達する。この波長λ3 がエンコーダのφZ 相に相当
するものである。
【００２２】このようにフイルタ６−１，６−２，６−
３により分離された波長λ1 ，λ2 ，λ3 の光は受光側
フアイバ２の重畳部２−４，２−５，２−６により再び
重畳光となり、受光側フアイバ２を通り、受光側フアイ
バ２の分岐部２−１，２−２，２−３に分配されること
になる。受光側フアイバ２の分岐部２−１を通る光は重
畳光であるが、ここで再びフイルタ７−１を通り、波長
λ1 の光だけが受光素子９−１に到達することになるの
で、これをフオトアンプ１０−１により増幅し、出力す
ると図２に示すφA 相の信号が得られることになる。
３により分離された波長λ1 ，λ2 ，λ3 の光は受光側
フアイバ２の重畳部２−４，２−５，２−６により再び
重畳光となり、受光側フアイバ２を通り、受光側フアイ
バ２の分岐部２−１，２−２，２−３に分配されること
になる。受光側フアイバ２の分岐部２−１を通る光は重
畳光であるが、ここで再びフイルタ７−１を通り、波長
λ1 の光だけが受光素子９−１に到達することになるの
で、これをフオトアンプ１０−１により増幅し、出力す
ると図２に示すφA 相の信号が得られることになる。
【００２３】同様に、受光側フアイバ２の分岐部２−
２，２−３を通る光は重畳光であるが、フイルタ７−
２，７−３を通すことによりそれぞれ波長λ2 ，λ3 の
光だけが、受光素子９−２，９−３に到達することにな
り、これをフオトアンプ１０−２，１０−３で増幅する
と図２に示すφB 相、φZ 相の信号が得られるようにな
る。
２，２−３を通る光は重畳光であるが、フイルタ７−
２，７−３を通すことによりそれぞれ波長λ2 ，λ3 の
光だけが、受光素子９−２，９−３に到達することにな
り、これをフオトアンプ１０−２，１０−３で増幅する
と図２に示すφB 相、φZ 相の信号が得られるようにな
る。
【００２４】本実施例によれば、フイルタ６−１，６−
２，６−３は固定部に設けられており、回転デイスク３
は単に光を開閉するためのスリツト４を持つ構造でよい
ので、回転デイスクとして安価なものにできるという特
長がある。
２，６−３は固定部に設けられており、回転デイスク３
は単に光を開閉するためのスリツト４を持つ構造でよい
ので、回転デイスクとして安価なものにできるという特
長がある。
【００２５】本発明の第２の実施例を図３に示す。
【００２６】本実施例は発光素子８が少なくとも波長λ
1 ，λ2，λ3 にまたがつてスペクトル成分を含む光を
発生する場合について示しており、一般にはフイラメン
ト球がこの例に相当するものである。この場合、発光側
フアイバ１により波長λ1 ，λ2 ，λ3の重畳光が伝送
される。回転デイスク周辺の構成は図１と同様であり省
略する。受光側フアイバ２により伝送された重畳光が受
光側フアイバ２の分岐部２−１，２−２，２−３により
それぞれ受光素子９−１，９−２，９−３に分配され
る。
1 ，λ2，λ3 にまたがつてスペクトル成分を含む光を
発生する場合について示しており、一般にはフイラメン
ト球がこの例に相当するものである。この場合、発光側
フアイバ１により波長λ1 ，λ2 ，λ3の重畳光が伝送
される。回転デイスク周辺の構成は図１と同様であり省
略する。受光側フアイバ２により伝送された重畳光が受
光側フアイバ２の分岐部２−１，２−２，２−３により
それぞれ受光素子９−１，９−２，９−３に分配され
る。
【００２７】この時、各受光素子９は図４に示すよう
に、それぞれ波長に対する感度特性が異なるものとす
る。例えば、受光素子９−１は波長λ1 に対して感度を
持ち、他の波長に対しては出力が零となるものとする。
受光素子９−２は波長λ2 に対して感度を持ち、他の波
長に対しては出力が零になるものとする。受光素子９−
３は波長λ3 に対して感度を持ち、他の波長に対しては
出力が零になるものとする。これにより受光側フアイバ
２の分岐部２−１を通る重畳光の中で波長λ1 の光だけ
が受光素子９−１により選択され、フオトアンプ１０−
１により増幅されることになり、φA 相の信号がとり出
されることになる。
に、それぞれ波長に対する感度特性が異なるものとす
る。例えば、受光素子９−１は波長λ1 に対して感度を
持ち、他の波長に対しては出力が零となるものとする。
受光素子９−２は波長λ2 に対して感度を持ち、他の波
長に対しては出力が零になるものとする。受光素子９−
３は波長λ3 に対して感度を持ち、他の波長に対しては
出力が零になるものとする。これにより受光側フアイバ
２の分岐部２−１を通る重畳光の中で波長λ1 の光だけ
が受光素子９−１により選択され、フオトアンプ１０−
１により増幅されることになり、φA 相の信号がとり出
されることになる。
【００２８】同様にして、受光側フアイバ２の分岐部２
−２を通る重畳光の中で波長λ2 の光だけが受光素子９
−２により選択され、フオトアンプ１０−２により増幅
され、φB 相の信号となる。さらに同様にして、受光側
フアイバ２の分岐部２−３を通る重畳光の中で波長λ3
の光だけが受光素子９−３により選択され、フオトアン
プ１０−３により増幅され、φZ 相の信号となる。
−２を通る重畳光の中で波長λ2 の光だけが受光素子９
−２により選択され、フオトアンプ１０−２により増幅
され、φB 相の信号となる。さらに同様にして、受光側
フアイバ２の分岐部２−３を通る重畳光の中で波長λ3
の光だけが受光素子９−３により選択され、フオトアン
プ１０−３により増幅され、φZ 相の信号となる。
【００２９】この実施例の効果は、波長λ1 ，λ2 ，λ
3 にまたがるスペクトル成分を含む光源を使用したた
め、発光側フアイバ１の入口が１個所で良いことと、受
光素子に波長感度を持つ素子を使用したため、受光素子
の前のフイルタを省略できることが挙げられる。
3 にまたがるスペクトル成分を含む光源を使用したた
め、発光側フアイバ１の入口が１個所で良いことと、受
光素子に波長感度を持つ素子を使用したため、受光素子
の前のフイルタを省略できることが挙げられる。
【００３０】本発明の第３の実施例を図５（ａ），
（ｂ）に示す。
（ｂ）に示す。
【００３１】発光側フアイバ１周辺と回転デイスク３周
辺は図１に同じである。異なる所は受光側フアイバ２の
出力側が受光素子９に対向しており、その出力がフオト
アンプ１０に接続されている点である。その出力を波形
整形回路１２〜１５の入力信号とする。
辺は図１に同じである。異なる所は受光側フアイバ２の
出力側が受光素子９に対向しており、その出力がフオト
アンプ１０に接続されている点である。その出力を波形
整形回路１２〜１５の入力信号とする。
【００３２】それぞれの波形整形回路１２〜１５はそれ
ぞれ、スレツシユレベルＴ1 からＴ4 のレベルで波形を
整形するように構成されており、例えば、波形整形回路
１２の構成は図示のように演算抵抗ｒ6 ，ｒ7 ，ｒ8 お
よび増幅器１１とからなるよく知られた回路になつてい
る。
ぞれ、スレツシユレベルＴ1 からＴ4 のレベルで波形を
整形するように構成されており、例えば、波形整形回路
１２の構成は図示のように演算抵抗ｒ6 ，ｒ7 ，ｒ8 お
よび増幅器１１とからなるよく知られた回路になつてい
る。
【００３３】この時、スレツシユレベルＴ1 は図示の抵
抗ｒ1 からｒ5 の抵抗分割回路により、電圧源−Ｖを分
圧することにより得られるように構成されている。他の
スレツシユレベルも同様にしてｒ2からｒ5 の間に得ら
れるようになつている。この波形整形回路１２〜１５の
出力をそれぞれ、Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａ相とする。Ｂ相をノツ
ト回路１６により反転した反転Ｂ相と、Ｄ相とをアンド
回路１７の入力とし、この出力をφA とし、またＣ相を
φB 相とし、Ａ相をそのままφZ 相とするように構成さ
れている。
抗ｒ1 からｒ5 の抵抗分割回路により、電圧源−Ｖを分
圧することにより得られるように構成されている。他の
スレツシユレベルも同様にしてｒ2からｒ5 の間に得ら
れるようになつている。この波形整形回路１２〜１５の
出力をそれぞれ、Ｄ，Ｃ，Ｂ，Ａ相とする。Ｂ相をノツ
ト回路１６により反転した反転Ｂ相と、Ｄ相とをアンド
回路１７の入力とし、この出力をφA とし、またＣ相を
φB 相とし、Ａ相をそのままφZ 相とするように構成さ
れている。
【００３４】このように構成された本実施例において、
次に動作について述べる。
次に動作について述べる。
【００３５】発光素子８−１，８−２，８−３によりそ
れぞれ波長λ1 ，λ2 ，λ3 の光が発光され、発光側フ
アイバ１の重畳部１−１，１−２，１−３により集光さ
れ、重畳光となり、発光側フアイバ１により伝送され
る。そして、発光側フアイバ１の分岐部１−４，１−
５，１−６により分配された後、それぞれフイルタ６−
１，６−２，６−３を通して、波長λ1 ，λ2 ，λ3 の
みを透過する。
れぞれ波長λ1 ，λ2 ，λ3 の光が発光され、発光側フ
アイバ１の重畳部１−１，１−２，１−３により集光さ
れ、重畳光となり、発光側フアイバ１により伝送され
る。そして、発光側フアイバ１の分岐部１−４，１−
５，１−６により分配された後、それぞれフイルタ６−
１，６−２，６−３を通して、波長λ1 ，λ2 ，λ3 の
みを透過する。
【００３６】回転デイスク３にはスリツト４が設けられ
ており、このスリツト４を通して波長λ1 の光は受光側
フアイバ２の重畳部２−４に、波長λ2 の光は受光側フ
アイバ２の重畳部２−５に、波長λ3 の光は受光側フア
イバ２の重畳部２−６に集光されるようになつている。
ており、このスリツト４を通して波長λ1 の光は受光側
フアイバ２の重畳部２−４に、波長λ2 の光は受光側フ
アイバ２の重畳部２−５に、波長λ3 の光は受光側フア
イバ２の重畳部２−６に集光されるようになつている。
【００３７】この時、フイルタ６−１を通る光はφA 相
に、フイルタ６−２を通る光はφB 相に、フイルタ６−
３を通る光はφZ 相に相当するようになつている。
に、フイルタ６−２を通る光はφB 相に、フイルタ６−
３を通る光はφZ 相に相当するようになつている。
【００３８】受光側フアイバ２の重畳部２−４，２−
５，２−６により集光され受光側フアイバ２により伝送
された信号は、受光素子９とフオトアンプ１０に伝達さ
れる。この時、受光素子９とフオトアンプ１０の特性は
図６に示すように構成されている。つまり入力波長に応
じて出力電圧が変化するようになつている。例えば、波
長λ1 だけの時はフオトアンプ１０の出力はｅ1 とな
り、波長λ1 とλ2 とが共存する時には出力はｅ1 2 と
なり、波長λ2 だけの時は出力はｅ2 となる。同様に波
長λ2 とλ3 が共存する時は出力はｅ2 3 となるような
特性を持つているものとする。
５，２−６により集光され受光側フアイバ２により伝送
された信号は、受光素子９とフオトアンプ１０に伝達さ
れる。この時、受光素子９とフオトアンプ１０の特性は
図６に示すように構成されている。つまり入力波長に応
じて出力電圧が変化するようになつている。例えば、波
長λ1 だけの時はフオトアンプ１０の出力はｅ1 とな
り、波長λ1 とλ2 とが共存する時には出力はｅ1 2 と
なり、波長λ2 だけの時は出力はｅ2 となる。同様に波
長λ2 とλ3 が共存する時は出力はｅ2 3 となるような
特性を持つているものとする。
【００３９】ここで、受光側フアイバ２により重畳され
た光は受光素子９により受光され、フオトアンプ１０に
より電気的に増幅される。この時、受光素子９とフオト
アンプ１０の特性は先に述べたように入力波長λに対し
て出力が変化するような特性になつており、このため、
図７（ａ），（ｂ）のフオトアンプ出力に示す動作とな
る。
た光は受光素子９により受光され、フオトアンプ１０に
より電気的に増幅される。この時、受光素子９とフオト
アンプ１０の特性は先に述べたように入力波長λに対し
て出力が変化するような特性になつており、このため、
図７（ａ），（ｂ）のフオトアンプ出力に示す動作とな
る。
【００４０】従つて、波形整形回路１２によりスレツシ
ユレベルＴ1 で波形を整形すると、図７のＤのような動
作となる。同様にして、スレツシユレベルＴ2 ，Ｔ3 ，
Ｔ 4 で波形を整形するとそれぞれ図７に示すＣ，Ｂ，
Ａのような動作となる。そこで、Ｂ相をノツト回路１６
により反転し、Ｄ相と共にアンド回路１７によりアンド
をとると、エンコーダ出力φA 相を得る。また、Ｃ相を
そのままφB 相とし、Ａ相をそのままφZ 相とすること
により、エンコーダ出力を得ることができる。本実施例
の効果は受光側フアイバ２の光を分岐部２−１〜２−３
により分配しないので、十分な光量が得られる特長があ
る。
ユレベルＴ1 で波形を整形すると、図７のＤのような動
作となる。同様にして、スレツシユレベルＴ2 ，Ｔ3 ，
Ｔ 4 で波形を整形するとそれぞれ図７に示すＣ，Ｂ，
Ａのような動作となる。そこで、Ｂ相をノツト回路１６
により反転し、Ｄ相と共にアンド回路１７によりアンド
をとると、エンコーダ出力φA 相を得る。また、Ｃ相を
そのままφB 相とし、Ａ相をそのままφZ 相とすること
により、エンコーダ出力を得ることができる。本実施例
の効果は受光側フアイバ２の光を分岐部２−１〜２−３
により分配しないので、十分な光量が得られる特長があ
る。
【００４１】本発明の第４の実施例を図８に示す。符号
１から８までは図１に同じであり、また受光素子９とフ
オトアンプ１０は図５に同じである。異なる所はフオト
アンプ１０の出力をマイコン１８に取り込み、例えば、
Ａ／Ｄ変換器１９内蔵のマイコンに入力し、演算部２０
により演算処理を行い、Ｉ／Ｏポート部２１を介して、
エンコーダ出力φA ，φB ，φZ に相当する信号を出力
するように構成されている点である。
１から８までは図１に同じであり、また受光素子９とフ
オトアンプ１０は図５に同じである。異なる所はフオト
アンプ１０の出力をマイコン１８に取り込み、例えば、
Ａ／Ｄ変換器１９内蔵のマイコンに入力し、演算部２０
により演算処理を行い、Ｉ／Ｏポート部２１を介して、
エンコーダ出力φA ，φB ，φZ に相当する信号を出力
するように構成されている点である。
【００４２】この時のマイコン内の処理をフローチヤー
トとして図９に示す。先ず、Ａ／Ｄ変換部１９を介して
フオトアンプ１０の出力Ｐを取り込み（Ｓ１）、スレツ
シユレベルＴ1 と比較し（Ｓ２）、Ｔ1 より大きければ
Ｄ相セツト（Ｓ３）、Ｔ1 より小さければＤ相クリアす
る（Ｓ４）。ＰがＴ2 より大きい時（Ｓ５でＹ）エンコ
ーダ出力φB をセツトし（Ｓ６）、小さい時φB をクリ
アする（Ｓ７）。ＰがＴ3 より大きい時（Ｓ８でＹ）φ
A をクリアし（Ｓ９）、小さい時に既にＤ相がセツトさ
れていれば（Ｓ１０でＹ）φA セツト（Ｓ１１）、Ｄ相
がセツトされていなければ（Ｓ１０でＮ）φA をクリア
する（Ｓ１２）。ＰがＴ4 より大きい時（Ｓ１３でＹ）
φZ をセツト（Ｓ１４）、小さい時（Ｓ１３でＮ）φZ
をクリアする（Ｓ１５）。以上の動作は図７のタイムチ
ヤートと同様である。エンコーダ出力φA ，φB ，φZ
をＩ／Ｏポート２１を介して出力する。
トとして図９に示す。先ず、Ａ／Ｄ変換部１９を介して
フオトアンプ１０の出力Ｐを取り込み（Ｓ１）、スレツ
シユレベルＴ1 と比較し（Ｓ２）、Ｔ1 より大きければ
Ｄ相セツト（Ｓ３）、Ｔ1 より小さければＤ相クリアす
る（Ｓ４）。ＰがＴ2 より大きい時（Ｓ５でＹ）エンコ
ーダ出力φB をセツトし（Ｓ６）、小さい時φB をクリ
アする（Ｓ７）。ＰがＴ3 より大きい時（Ｓ８でＹ）φ
A をクリアし（Ｓ９）、小さい時に既にＤ相がセツトさ
れていれば（Ｓ１０でＹ）φA セツト（Ｓ１１）、Ｄ相
がセツトされていなければ（Ｓ１０でＮ）φA をクリア
する（Ｓ１２）。ＰがＴ4 より大きい時（Ｓ１３でＹ）
φZ をセツト（Ｓ１４）、小さい時（Ｓ１３でＮ）φZ
をクリアする（Ｓ１５）。以上の動作は図７のタイムチ
ヤートと同様である。エンコーダ出力φA ，φB ，φZ
をＩ／Ｏポート２１を介して出力する。
【００４３】本実施例の効果はフオトアンプ１０の出力
をマイコン処理することにより回路が簡単化されること
である。
をマイコン処理することにより回路が簡単化されること
である。
【００４４】なお、本発明ではエンコーダ出力としてφ
A ，φBの２相出力を零として説明しているが、発光素
子の波長をλ1 からλn までに増加し、フイルタをｎ種
類に増加することにより、絶対値エンコーダとしても適
用可能であることは容易に推定できる。
A ，φBの２相出力を零として説明しているが、発光素
子の波長をλ1 からλn までに増加し、フイルタをｎ種
類に増加することにより、絶対値エンコーダとしても適
用可能であることは容易に推定できる。
【００４５】
【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、 （１）フイルタを固定側に置くことにより、回転部は単
に光を開閉するためのスリツトを付けるだけで良いの
で、回転部を簡素化することができ、高速回転に耐え精
度の高い回転デイスクを作成できる。
に光を開閉するためのスリツトを付けるだけで良いの
で、回転部を簡素化することができ、高速回転に耐え精
度の高い回転デイスクを作成できる。
【００４６】（２）複数の波長の光を重畳することによ
り、重畳部と分岐部を持つ発光側フアイバ１本、重畳部
と分岐部を持つ受光側フアイバ１本の１対のフアイバで
信号を伝送できるので、低価格となる。
り、重畳部と分岐部を持つ発光側フアイバ１本、重畳部
と分岐部を持つ受光側フアイバ１本の１対のフアイバで
信号を伝送できるので、低価格となる。
【００４７】（３）光フアイバを長く延長することによ
り、センサ部分に電気回路を持たなくなり、ノイズによ
る誤動作を防止できる。
り、センサ部分に電気回路を持たなくなり、ノイズによ
る誤動作を防止できる。
【００４８】（４）本発明の原理を利用することによ
り、アブソリユートタイプのエンコーダにも応用でき
る。
り、アブソリユートタイプのエンコーダにも応用でき
る。
【００４９】等の効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例に係るエンコーダの構成
図である。
図である。
【図２】本発明の第１の実施例の動作を説明するタイム
チヤートである。
チヤートである。
【図３】本発明の第２の実施例によるエンコーダの構成
図である。
図である。
【図４】本発明の第２の実施例の動作の説明図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係るエンコーダの構成
図である。
図である。
【図６】本発明の第３の実施例の動作の説明図である。
【図７】本発明の第３の実施例の動作を説明するタイム
チヤートである。
チヤートである。
【図８】本発明の第４の実施例に係るエンコーダの構成
図である
図である
【図９】本発明の第４の実施例の動作を示すフローチヤ
ートである。
ートである。
【図１０】本発明のフアイバの重畳部の構造の１例を示
す説明図である。
す説明図である。
１ 発光側フアイバ １−１，１−２，１−３ 発光側フアイバ１の重畳部 １−４，１−５，１−６ 発光側フアイバ１の分岐部 ２ 受光側フアイバ ２−１，２−２，２−３ 受光側フアイバ２の分岐部 ２−４，２−５，２−６ 受光側フアイバ２の重畳部 ３ 回転デイスク ４ スリツト ５ デイスク軸 ６，７ フイルタ ８ 発光素子 ９ 受光素子 １０ フオトアンプ １１ 増幅器 １２ スレツシユレベルＴ1 の波形整形回路 １３ スレツシユレベルＴ2 の波形整形回路 １４ スレツシユレベルＴ3 の波形整形回路 １５ スレツシユレベルＴ4 の波形整形回路 １６ ノツト回路 １７ アンド回路 ｒ1 〜ｒ8 抵抗素子 Ｔ1 〜Ｔ4 スレツシユレベル −Ｖ 電圧源 φA エンコーダ出力Ａ相 φB エンコーダ出力Ｂ相 φZ エンコーダ出力Ｚ相 Ａ〜Ｅ 波形整形回路出力 １８ マイクロコンピユータ １９ Ａ／Ｄ変換部 ２０ 演算部 ２１ Ｉ／Ｏポート部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小圷 泰正 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 バ ブコツク日立株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の異なる波長の光を伝送するため
に、重畳部もしくは分岐部のいずれかあるいは両方をも
つ１本の発光用フアイバおよび受光用フアイバを設け、
両者の間に光を開閉するスリツト付きの遮蔽板を有する
複数波長の光学式エンコーダにおいて、 前記発光用フアイバからの光が前記遮蔽板のスリツトを
通過前もしくは通過後に、所定の位置に設定されたフイ
ルタを介して、唯一の波長λ1 の光のみを取り出し、同
様にして分離された別の波長λ2 ，λ3 の光と再び重畳
し、前記受光用フアイバで伝送した後に、重畳された複
数の波長の光を再びフイルタを介して唯一の波長に分離
することにより、φA ，φB ，φZ 相などのエンコーダ
としての各位相の組み合わせ状態を発生するようにした
ことを特徴とする複数波長の光学式エンコーダ。 - 【請求項２】 複数の異なる波長の光を伝送するため
に、重畳部もしくは分岐部のいずれかあるいは両方をも
つ１本の発光用フアイバおよび受光用フアイバを設け、
両者の間に光を反射するスリツト付きの反射板を有する
複数波長の光学式エンコーダにおいて、 前記発光用フアイバからの光が前記反射板により反射前
もしくは反射後に、所定の位置に設定されたフイルタを
介して、唯一の波長λ1 の光のみを取り出し、同様にし
て分離された別の波長λ2 ，λ3 の光と再び重畳し、前
記受光用フアイバで伝送した後に、重畳された複数の波
長の光を再びフイルタを介して唯一の波長に分離するこ
とにより、φA ，φB ，φZ 相などのエンコーダとして
の各位相の組み合わせ状態を発生するようにしたことを
特徴とする複数波長の光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31521691A JPH05126601A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 複数波長の光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31521691A JPH05126601A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 複数波長の光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05126601A true JPH05126601A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18062800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31521691A Pending JPH05126601A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 複数波長の光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05126601A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008122320A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ |
| JP2008261745A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | エンコーダ用検出部およびエンコーダ |
| JP2009168602A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | エンコーダおよびエンコーダ構成用検出装置 |
| TWI457542B (zh) * | 2011-11-29 | 2014-10-21 | Univ Nat Kaohsiung Applied Sci | Optical encoder |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP31521691A patent/JPH05126601A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008122320A (ja) * | 2006-11-15 | 2008-05-29 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ |
| EP1923671A3 (en) * | 2006-11-15 | 2013-09-04 | Mitutoyo Corporation | Optical encoder |
| JP2008261745A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | エンコーダ用検出部およびエンコーダ |
| JP2009168602A (ja) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | エンコーダおよびエンコーダ構成用検出装置 |
| TWI457542B (zh) * | 2011-11-29 | 2014-10-21 | Univ Nat Kaohsiung Applied Sci | Optical encoder |
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