JPH07119622B2 - ロータリーエンコーダー - Google Patents
ロータリーエンコーダーInfo
- Publication number
- JPH07119622B2 JPH07119622B2 JP61226545A JP22654586A JPH07119622B2 JP H07119622 B2 JPH07119622 B2 JP H07119622B2 JP 61226545 A JP61226545 A JP 61226545A JP 22654586 A JP22654586 A JP 22654586A JP H07119622 B2 JPH07119622 B2 JP H07119622B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- light
- cylindrical
- rotating
- rotary encoder
- 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 - Lifetime
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- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回転体の回転速度や回転量等の回転状態を光電
的に求めるロータリーエンコーダーに関し、特に回転体
の内部に配置した正立等倍用の結像系を利用することに
より回転体の回転状態を高精度に求めることのできる簡
易な構成のロータリーエンコーダーに関するものであ
る。
的に求めるロータリーエンコーダーに関し、特に回転体
の内部に配置した正立等倍用の結像系を利用することに
より回転体の回転状態を高精度に求めることのできる簡
易な構成のロータリーエンコーダーに関するものであ
る。
（従来の技術） 従来よりモーターや回転ドラム等の回転機構の回転速
度、回転速度の変位量等の回転状態を検出する手段とし
てロータリーエンコーダーが多く利用されている。
度、回転速度の変位量等の回転状態を検出する手段とし
てロータリーエンコーダーが多く利用されている。
このうち円筒形ドラムを利用したロータリーエンコーダ
ーが例えば特公昭54−41336号公報で提案されている。
ーが例えば特公昭54−41336号公報で提案されている。
同公報では回転軸に連絡した円筒形ドラムの周囲に透光
部と遮光部とを等間隔に設けた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
とを設けた固定のインデックススケールの双方のスケー
ルを透光手段と受光手段で挟んで対向配置した構成を採
っている。
部と遮光部とを等間隔に設けた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
とを設けた固定のインデックススケールの双方のスケー
ルを透光手段と受光手段で挟んで対向配置した構成を採
っている。
この方法はメインスケールの回転に伴って双方のスケー
ルの透光部と遮光部の間隔に同期した信号が得られ、こ
の信号を周波数解折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った。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
の結果被検回転体の負荷が大きくなってくる等の欠点が
あった。
ルの透光部と遮光部の間隔に同期した信号が得られ、こ
の信号を周波数解折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った。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
の結果被検回転体の負荷が大きくなってくる等の欠点が
あった。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は回転体の負荷が小さく、装置全体の小型化が容
易で、しかもスケール部がスラスト方向に変動しても回
転体の回転状態を高精度に検出することが出来る簡易な
構成のロータリーエンコーダーの提供を目的とする。
易で、しかもスケール部がスラスト方向に変動しても回
転体の回転状態を高精度に検出することが出来る簡易な
構成のロータリーエンコーダーの提供を目的とする。
（問題点を解決する為の手段） 円筒状側面の円周方向に透光部と不透光部の格子を交互
に配列した円筒格子面を有した回転体の内側に光学系を
設け、該円筒格子面の一部分を照射手段からの光で照射
し、該光学系により該円筒格子面の一部分の格子の正立
像が該回転体の回転中心に対して該一部分と点対称の領
域にある該円筒格子面の他の部分に該回転体の回転に伴
い、その回転方向と逆方向に移動すると共に重ね合うよ
うに形成し、該重ね合わせた領域からの光を受光手段で
受光して該回転体の回転状態を求める際、 該一部分と該一部分の正立像との間隔を該回転体に形成
した円筒格子面の直径に一致させたことである。
に配列した円筒格子面を有した回転体の内側に光学系を
設け、該円筒格子面の一部分を照射手段からの光で照射
し、該光学系により該円筒格子面の一部分の格子の正立
像が該回転体の回転中心に対して該一部分と点対称の領
域にある該円筒格子面の他の部分に該回転体の回転に伴
い、その回転方向と逆方向に移動すると共に重ね合うよ
うに形成し、該重ね合わせた領域からの光を受光手段で
受光して該回転体の回転状態を求める際、 該一部分と該一部分の正立像との間隔を該回転体に形成
した円筒格子面の直径に一致させたことである。
この他本発明の特徴は実施例において記載されている。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例の主要部分の概略図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面に相当する一部分の説明図であ
る。
は第１図のＡ−Ａ断面に相当する一部分の説明図であ
る。
図中１は回転体であり、円周面上に透過部と不透過部の
格子を等角度に複数個設けた円筒格子面1aを有してい
る。５は回転体１の回転軸である。２は結像系であり、
結像系２の光軸と回転体１の回転中心5aとが互いに直交
するように配置されている。３は照明手段であり円筒格
子面1aの一部分12を照明している。４は受光手段であ
り、円筒格子面1aの格子を通過した光束を受光してい
る。
格子を等角度に複数個設けた円筒格子面1aを有してい
る。５は回転体１の回転軸である。２は結像系であり、
結像系２の光軸と回転体１の回転中心5aとが互いに直交
するように配置されている。３は照明手段であり円筒格
子面1aの一部分12を照明している。４は受光手段であ
り、円筒格子面1aの格子を通過した光束を受光してい
る。
本実施例では照明手段３で照明された円筒格子面1aの一
部分12の格子を結像系２より回転体１の回転中心5aに対
して略点対称の領域13に正立等倍結像となるように格子
面上に重ねて投影している。重ね合わされた円筒格子面
1aを通過した光束のコントラストの変化状態を受光手段
４により円筒格子面1aの一部分13を通過する光量を受光
することにより測定している。本実施例ではこのとき受
光手段４から得られる信号を利用して回転体１の回転状
態を求ている。
部分12の格子を結像系２より回転体１の回転中心5aに対
して略点対称の領域13に正立等倍結像となるように格子
面上に重ねて投影している。重ね合わされた円筒格子面
1aを通過した光束のコントラストの変化状態を受光手段
４により円筒格子面1aの一部分13を通過する光量を受光
することにより測定している。本実施例ではこのとき受
光手段４から得られる信号を利用して回転体１の回転状
態を求ている。
第３図は回転体１と結像系２により投影された格子模様
との関係を示す説明図である。本実施例では結像系２に
より円筒格子面上の一部分12の格子模様12aを回転中心5
aと点対称の領域13に正立等倍像として投影している。
この為回転体１が矢印100ように反時計回りに回転する
と結像系２によって投影された領域13における格子模様
13aは矢印101の如く時計回りに回転する。光量変化はこ
のときの２つの格子模様12a,13aの回転状態に応じて受
光手段４側で観測される。
との関係を示す説明図である。本実施例では結像系２に
より円筒格子面上の一部分12の格子模様12aを回転中心5
aと点対称の領域13に正立等倍像として投影している。
この為回転体１が矢印100ように反時計回りに回転する
と結像系２によって投影された領域13における格子模様
13aは矢印101の如く時計回りに回転する。光量変化はこ
のときの２つの格子模様12a,13aの回転状態に応じて受
光手段４側で観測される。
特に本実施例においては格子模様12aと格子模様13aとの
相対的な回転数は回転体１の回転数の２倍となって受光
手段４で観測される。
相対的な回転数は回転体１の回転数の２倍となって受光
手段４で観測される。
従ってコントラストに伴う光量変化は回転体１に１回転
当りｎ本の格子が設けられているとすると、合計2a個の
出力パルス数が得られることになる。このように結像系
２を用いることにより本実施例では回転体１の回転状態
の検出精度を、従来のロータリーエンコーダーに比べて
２倍に向上させている。
当りｎ本の格子が設けられているとすると、合計2a個の
出力パルス数が得られることになる。このように結像系
２を用いることにより本実施例では回転体１の回転状態
の検出精度を、従来のロータリーエンコーダーに比べて
２倍に向上させている。
又、回転中心と略点対称な位置に投影することにより、
結像光学系の焦点深度内に含まれる回転中心と格子中心
との偏心誤差は略無視出来る。
結像光学系の焦点深度内に含まれる回転中心と格子中心
との偏心誤差は略無視出来る。
第４図は本発明における結像系２の一実施例の光学系の
概略図である。本実施例では結像系２を等しい２つの投
影系21,22を互いに対向させて配置して構成している。
そして一方の投影系21により一度回転体１の回転軸近傍
に格子模様12aの倒立像23を形成し、その後他方の投影
系22により倒立像23を円筒格子面上に再び倒立像を形成
させている。これにより全体として円筒格子面上に正立
等倍の格子模様13aを形成するようにしている。
概略図である。本実施例では結像系２を等しい２つの投
影系21,22を互いに対向させて配置して構成している。
そして一方の投影系21により一度回転体１の回転軸近傍
に格子模様12aの倒立像23を形成し、その後他方の投影
系22により倒立像23を円筒格子面上に再び倒立像を形成
させている。これにより全体として円筒格子面上に正立
等倍の格子模様13aを形成するようにしている。
尚本実施例において円筒格子面の格子を透過部と不透過
部で構成する代わりに反射部と吸収部若しくは反射部と
透過部より構成し、受光手段４を回転体１の内部に配置
するようにしても良い。但しこのときは例えば結像系２
と格子模様13aが形成されている位置との間にハーフミ
ラーを配置して、ハーフミラーを介して受光手段で受光
するようにすれば良い。
部で構成する代わりに反射部と吸収部若しくは反射部と
透過部より構成し、受光手段４を回転体１の内部に配置
するようにしても良い。但しこのときは例えば結像系２
と格子模様13aが形成されている位置との間にハーフミ
ラーを配置して、ハーフミラーを介して受光手段で受光
するようにすれば良い。
又本実施例においては結像系２をセルフォックレンズを
用いて構成しても良い。
用いて構成しても良い。
（発明の効果） 以上のように本発明は、透過性もしくは反射性の格子を
複数個設けた格子面を有する回転体を有し、前記格子面
の一部分の正立像を、前記格子面の前記一部分とは異な
る他の部分に重ねて形成し、該重ね合わせた領域を透過
もしくは反射した光束を利用して前記回転体の回転状態
を求めるようにしたロータリーエンコーダーにおいて、
前記格子面は各々が回転軸方向に伸び、円周方向に等間
隔の複数の格子を有しており、回転軸方向から見て前記
正立像の像形成面と前記他の部分を一致せしめたので、
装置の小型化を達成し、回転体の回転数に相当する格子
数の２倍のパルスのを得ることができ、回転状態の検出
精度を２倍に向上させることのできる簡易な構成の、し
かもスラスト変位に体して検出精度の劣化が生じないロ
ータリーエンコーダーを達成することできる。又、偏心
による誤差をも除去することを可能にしている。更に検
出精度を一定とするならば格子ピッチを２倍に粗くする
ことが出来る為、組立精度の緩いロータリーエンコーダ
ーを達成することができる。
複数個設けた格子面を有する回転体を有し、前記格子面
の一部分の正立像を、前記格子面の前記一部分とは異な
る他の部分に重ねて形成し、該重ね合わせた領域を透過
もしくは反射した光束を利用して前記回転体の回転状態
を求めるようにしたロータリーエンコーダーにおいて、
前記格子面は各々が回転軸方向に伸び、円周方向に等間
隔の複数の格子を有しており、回転軸方向から見て前記
正立像の像形成面と前記他の部分を一致せしめたので、
装置の小型化を達成し、回転体の回転数に相当する格子
数の２倍のパルスのを得ることができ、回転状態の検出
精度を２倍に向上させることのできる簡易な構成の、し
かもスラスト変位に体して検出精度の劣化が生じないロ
ータリーエンコーダーを達成することできる。又、偏心
による誤差をも除去することを可能にしている。更に検
出精度を一定とするならば格子ピッチを２倍に粗くする
ことが出来る為、組立精度の緩いロータリーエンコーダ
ーを達成することができる。
第１図は本発明の一実施例の主要部分の概略図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面の説明図、第３図は第１図の上方
図の一部分の模式図、第４図は第１図の一部分の説明図
である。図中１は回転体、２は結像系、３は照明手段、
４は受光手段、５は回転軸、1aは円筒格子面である。
は第１図のＡ−Ａ断面の説明図、第３図は第１図の上方
図の一部分の模式図、第４図は第１図の一部分の説明図
である。図中１は回転体、２は結像系、３は照明手段、
４は受光手段、５は回転軸、1aは円筒格子面である。
Claims (1)
- 【請求項１】円筒状側面の円周方向に透光部と不透光部
の格子を交互に配列した円筒格子面を有した回転体の内
側に光学系を設け、該円筒格子面の一部分を照射手段か
らの光で照射し、該光学系により該円筒格子面の一部分
の格子の正立像が該回転体の回転中心に対して該一部分
と点対称の領域にある該円筒格子面の他の部分に該回転
体の回転に伴い、その回転方向と逆方向に移動すると共
に重ね合うように形成し、該重ね合わせた領域からの光
を受光手段で受光して該回転体の回転状態を求める際、 該一部分と該一部分の正立像との間隔を該回転体に形成
した円筒格子面の直径に一致させたことを特徴とするロ
ータリーエンコーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226545A JPH07119622B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | ロータリーエンコーダー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61226545A JPH07119622B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | ロータリーエンコーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6381212A JPS6381212A (ja) | 1988-04-12 |
| JPH07119622B2 true JPH07119622B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16846828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61226545A Expired - Lifetime JPH07119622B2 (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | ロータリーエンコーダー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119622B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3633574A1 (de) * | 1986-10-02 | 1988-04-14 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Lichtelektrische winkelmesseinrichtung |
| JP2810521B2 (ja) * | 1990-09-21 | 1998-10-15 | キヤノン株式会社 | ロータリーエンコーダ及びこれを用いた装置 |
| US5323001A (en) * | 1989-12-26 | 1994-06-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary encoder with scale member and interference of zero and first order diffraction beam |
| JP2810524B2 (ja) * | 1990-10-19 | 1998-10-15 | キヤノン株式会社 | 回転検出計 |
| JP2941953B2 (ja) * | 1990-12-04 | 1999-08-30 | キヤノン株式会社 | 基準位置の検出方法および回転検出計 |
| JPH05256666A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-05 | Canon Inc | ロータリーエンコーダー |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP61226545A patent/JPH07119622B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6381212A (ja) | 1988-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |