JPH07333008A - Rotary encoder - Google Patents

Rotary encoder

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Publication number
JPH07333008A
JPH07333008A JP15259694A JP15259694A JPH07333008A JP H07333008 A JPH07333008 A JP H07333008A JP 15259694 A JP15259694 A JP 15259694A JP 15259694 A JP15259694 A JP 15259694A JP H07333008 A JPH07333008 A JP H07333008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
disc
rotating shaft
boss
laser
optical pickup
Prior art date
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Pending
Application number
JP15259694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Arai
啓介 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DENSHI SEIKO KK
Original Assignee
DENSHI SEIKO KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DENSHI SEIKO KK filed Critical DENSHI SEIKO KK
Priority to JP15259694A priority Critical patent/JPH07333008A/en
Publication of JPH07333008A publication Critical patent/JPH07333008A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable highly accurate detection along with a miniaturization by detecting a signal recorded as track on a disc mounted on a rotating shaft by a laser light with an optical pickup. CONSTITUTION:A boss 5 is fixed 7 at one end of a rotating shaft 4 supported with an axial movement thereof blocked against a housing 1 and a disc 9 is fixed 7 on the boss 5 firmly with a retaining ring 10 or the like so that it can turn free from the movement of the rotating shaft 4 and the boss 5. An information signal corresponding to the number of pulses per turn of the rotating shaft 4 is recorded into a plastic layer of the disc 9 by a recessed and protruded pit 11. A laser beam strikes the disc 9 and reflected on a metal film formed on the pit 11 is introduced into a semiconductor laser from an optical pickup 14 to detect a change in the oscillation of a laser itself. This eliminates the need for stringent working accuracy of individual components thereby enabling the lowering of cost while allowing the detection of a signal at a high density with a high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、回転軸に取付けたレー
ザディスクの回転に応じてえられる情報変化により、回
転軸の回転量と回転方向を検出するようにしたロータリ
エンコーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary encoder adapted to detect the amount of rotation and the direction of rotation of a rotary shaft by changing the information obtained according to the rotation of a laser disk mounted on the rotary shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、入力の回転軸を回転することによ
って回転角に応じたパルス列を出力し、スリットの設け
られた符号板の表裏両面側に発光、受光素子を対向配置
することにより、上記符号板の回転に基づく光量の変化
を検出するようにした光学式のロータリエンコーダは周
知である。
2. Description of the Related Art Conventionally, by rotating a rotating shaft of an input, a pulse train corresponding to a rotation angle is output, and light emitting and light receiving elements are arranged to face each other on both front and back sides of a code plate having a slit. 2. Description of the Related Art Optical rotary encoders that detect changes in the amount of light due to the rotation of a code plate are well known.

【0003】即ち、従来の上記ロータリエンコーダは図
5に示した如く、互いに対向配置した発光、受光素子
a、b間に符号板cが設けられ、この符号板cには回転
軸dの一回転当りのパルス数に相当するスリットe・・
・が形成されていて、上記回転軸dを、回転変位量を計
測したい図示しない軸に接続して回転させることで、上
記スリットe・・・によって、光の遮断、透過が生じ、
その結果、受光素子bに電流の増減が生じる。
That is, in the conventional rotary encoder, as shown in FIG. 5, a code plate c is provided between the light emitting and light receiving elements a and b which are arranged to face each other, and the code plate c makes one rotation of the rotation axis d. Slits corresponding to the number of pulses per
Is formed, and the rotation shaft d is connected to a shaft (not shown) whose rotational displacement is to be measured and rotated, so that the slits e ...
As a result, the current is increased or decreased in the light receiving element b.

【0004】この場合、符号板cと受光素子bとの間に
固定スリット板fが設けられており、上記電流の変化を
図示しない電圧比較回路にてパルス信号に変換し、図示
しない出力回路を介して位相の異なる2組の信号を出力
するよう構成されている。
In this case, a fixed slit plate f is provided between the code plate c and the light receiving element b, and the change of the current is converted into a pulse signal by a voltage comparison circuit (not shown) and an output circuit (not shown) is operated. It is configured to output two sets of signals having different phases via the above.

【0005】ところで、発光素子aからの光束は、平行
光線が理想的であるが、実際には図6にように放射状の
光束となっているため、また、透過する光量ができるだ
け多くなるように固定スリット板fには、受光素子bの
大きさに応じて複数のスリットg・・・を形成してある
ため、符号板cによる遮蔽時においても反射光hにより
洩れ光が発生するのが実情である。
By the way, the light beam from the light emitting element a is ideally a parallel light beam, but since it is actually a radial light beam as shown in FIG. 6, the amount of light passing therethrough should be as large as possible. Since the fixed slit plate f is formed with a plurality of slits g ... According to the size of the light receiving element b, the reflected light h causes leakage light even when the code plate c shields the light. Is.

【0006】そこで、これらの洩れ光を極力少なくする
ため、従来から、図7に示したように、符号板cと固定
スリット板fとの間の距離、つまりギャップGを小さく
することが行なわれている。
Therefore, in order to reduce these leaked lights as much as possible, conventionally, as shown in FIG. 7, the distance between the code plate c and the fixed slit plate f, that is, the gap G is reduced. ing.

【0007】しかし、上記ギャップGは、図5に示した
ハウジングi、固定スリット板f、ベアリングj、符号
板取付け用のボスkの各構成部品の寸法公差の積み重ね
に左右されるものであることから、所定のギャップGに
なるようには、各構成部品を所定規格の精度に加工しな
ければならない。
However, the gap G depends on the stacking of the dimensional tolerances of the components of the housing i, the fixed slit plate f, the bearing j, and the boss k for mounting the code plate shown in FIG. Therefore, each component must be machined to the accuracy of a predetermined standard so that the predetermined gap G can be obtained.

【0008】この場合、一回転当りのパルス数が大きく
なるに伴い、同一外形の符号板cならば、スリットe・
・・のピッチpは小さくなり、これに従って、ギャップ
Gも小さくしなければならない。このため、部品精度も
さらに厳しいものにする必要がある。
In this case, as the number of pulses per rotation increases, if the code plate c has the same outer shape, the slit e.
The pitch p of .. becomes smaller, and the gap G must be made smaller accordingly. Therefore, it is necessary to make the component accuracy even more severe.

【0009】しかし乍ら、構成部品の精度を厳しくする
と、加工工数が増大する上、歩留りも低くなり、全体と
してコストがアップするという問題がある。尚、図4、
図5において、lは光源を示す。
However, if the precision of the components is made strict, the number of processing steps is increased, the yield is lowered, and the cost is increased as a whole. In addition, FIG.
In FIG. 5, 1 indicates a light source.

【0010】そこで、ハウジングiにベアリングjを介
設して支承した回転軸dの一端に符号板取付け用のボス
kを取付けて機構部組立品となし、この状態で回転軸d
によりボスkを回転させながら当該ボスkの符号板取付
面lを加工するようにしたロータリエンコーダの製造方
法が提案されている。(特公平6−15976号公報参
照)
Therefore, a boss k for attaching the code plate is attached to one end of the rotary shaft d supported by the housing i with the bearing j interposed therebetween to form a mechanical assembly, and in this state the rotary shaft d is attached.
Has proposed a method of manufacturing a rotary encoder in which the code plate mounting surface 1 of the boss k is processed while rotating the boss k. (See Japanese Patent Publication No. 6-15976)

【0011】しかし、一回転当りのパルス数がさらに大
きくなるに従って、ギャップGもさらに小さくしなけれ
ばならない場合には、上記製造方法によっても加工制度
には限界があることからボスkの符号板取付面lの加工
が困難となる。つまり、このような問題点は、符号板c
の回転に基づく光量の変化を検出するようにした光学式
ロータリエンコーダであるがために生じるものである。
尚、図6、図7においてmは光源を示す。
However, when the gap G has to be made smaller as the number of pulses per rotation becomes larger, the machining accuracy is limited even by the above manufacturing method. It becomes difficult to process the surface l. That is, such a problem is that the code plate c
This is because the optical rotary encoder is designed to detect the change in the light amount due to the rotation of.
6 and 7, m indicates a light source.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の有するこのような問題点に鑑みて検討の結果、前記
の符号板に変えてディスクを回転軸に取付け、このディ
スクにトラックとして記録されている信号を、光学ピッ
クアップによるレーザ光で検出するよう構成することに
より、高精度に信号を検出できると共に、小型化を可能
にし、かつ安価に提供しようとするのがその目的であ
る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been studied in view of the above problems of the prior art, and as a result, a disc was attached to the rotary shaft instead of the above-mentioned code plate and recorded as a track on this disc. It is an object of the present invention to provide a highly accurate signal detection, a miniaturization, and a low cost configuration by detecting the generated signal with laser light from an optical pickup.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のロータリエンコーダは、回転軸にエンコー
ダとしての必要な信号を記録したレーザディスクを取付
け、これに光学ピックアップを対向配設したことを特徴
としている。
In order to achieve the above object, a rotary encoder according to the present invention is provided with a laser disk on which a signal required for an encoder is recorded on a rotary shaft, and an optical pickup is arranged opposite to the laser disk. It is characterized by that.

【0014】[0014]

【作用】回転軸により、同軸に取付けられたディスクが
所定方向へ回転され、該ディスクに光学ピックアップか
らレーザ光が入射される。上記ディスクには、予め回転
軸の一回転当りのパルス数に相当する情報信号がピット
により記録されており、この情報信号をレーザ光によっ
て検出することになる。
The disc mounted coaxially is rotated in a predetermined direction by the rotary shaft, and the laser beam is incident on the disc from the optical pickup. An information signal corresponding to the number of pulses per one rotation of the rotary shaft is recorded in advance on the disc by pits, and this information signal is detected by laser light.

【0015】ディスク信号の検出方法は、ディスクに入
射されたレーザ光が金属膜で反射され、ディスクから戻
ってきた光を半導体レーザに返して、レーザ自体の発振
状態が変化するのを検出して、半導体レーザを光源、か
つ検出器として使おうとするものと、レーザ光がディス
クから戻った結果を半導体レーザのもう片面から出して
くる光で検出する方法と、端子電圧の変化として検出す
る方法等がある。
The disc signal is detected by detecting that the laser light incident on the disc is reflected by the metal film and the light returned from the disc is returned to the semiconductor laser to change the oscillation state of the laser itself. , One that tries to use a semiconductor laser as a light source and a detector, a method of detecting the result of laser light returning from a disk with light emitted from the other side of the semiconductor laser, a method of detecting as a change in terminal voltage, etc. There is.

【0016】従って、上記回転軸を、回転変位量を計測
したい軸に接続して回転させると、上記ディスクに記録
されている情報信号が上記したようにして検出されるこ
とから、回転軸の回転量及び回転方向が検出され、これ
によって上記軸の回転変位量を計測することができる。
Therefore, when the rotary shaft is connected to the shaft whose rotational displacement is to be measured and rotated, the information signal recorded on the disk is detected as described above, and therefore the rotary shaft rotates. The amount and the direction of rotation are detected, so that the amount of rotational displacement of the shaft can be measured.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1はロータリエンコーダの縦断面図を示
し、図2はディスクの概略正面図を示す。図1に示した
ように、ハウジング1の略中央にはベアリング2、3の
介設によって回転軸4が回転自在に支持されており、該
回転軸4の一端にはディスク取付用のボス5が、内側へ
スペーサー6を介在して止めねじ7によって固定されて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vertical sectional view of a rotary encoder, and FIG. 2 shows a schematic front view of a disk. As shown in FIG. 1, a rotary shaft 4 is rotatably supported by bearings 2 and 3 substantially at the center of the housing 1, and a boss 5 for disc mounting is provided at one end of the rotary shaft 4. , And is fixed to the inside by a set screw 7 with a spacer 6 interposed.

【0018】上記回転軸4の他端側にはCE型止め輪8
が固定され、該止め輪8は、一方のベアリング2の図示
しないインナーレースの外側面に、また上記したスペー
サー6は他方のベアリング3の図示しないインナーレー
ルの外側面に各当接させてあり、このことによって、上
記回転軸4は、ハウジング1に対して軸方向移動が阻止
された状態で支承されている。
A CE type snap ring 8 is provided on the other end of the rotary shaft 4.
The retaining ring 8 is brought into contact with the outer surface of the inner race (not shown) of the one bearing 2, and the spacer 6 is brought into contact with the outer surface of the inner rail (not shown) of the other bearing 3, respectively. As a result, the rotary shaft 4 is supported with respect to the housing 1 while being prevented from moving in the axial direction.

【0019】上記回転軸4に固設のボス5には、フラン
ジ5aが一体に形成され、該フランジ5aの側面に、デ
ィスク9の側面を突き合わせて、該ディスク9は上記ボ
ス5のに止め輪10等によって堅牢に、かつ、回転軸
4、ボス5と共に振れを生じることなく回転するよう固
定されている。
A flange 5a is integrally formed on the boss 5 fixed to the rotary shaft 4, and a side surface of the disk 9 is abutted against a side surface of the flange 5a, and the disk 9 is attached to the boss 5 by a snap ring. It is firmly fixed by 10 and the like so that it can rotate together with the rotating shaft 4 and the boss 5 without causing shake.

【0020】上記ディスク9は周知のように、光を通過
する図示しない透明なプラスチック層と、このプラスチ
ック層の片面に形成されている凹凸、つまり図2に示し
た信号に相当するピット11と、凹凸面に蒸着等によっ
て形成されていて、光を反射する図示しない金属膜と、
上記凹凸、金属膜による信号層を保護するための硬い樹
脂からなる図示しない薄い層とで形成されている。
As is well known, the above-mentioned disk 9 has a transparent plastic layer (not shown) which allows light to pass through, and unevenness formed on one surface of the plastic layer, that is, pits 11 corresponding to the signals shown in FIG. A metal film (not shown) that is formed on the uneven surface by vapor deposition or the like and reflects light,
The projections and depressions and a thin layer (not shown) made of a hard resin for protecting the signal layer by the metal film are formed.

【0021】さらに、上記ディスク9には、回転軸4の
一回転当りのパルス数に相当する情報信号が上記したピ
ット11・・・によって記録させてあり、この信号を後
述する光学ピックアップによって読み出すものである。
Further, an information signal corresponding to the number of pulses per one rotation of the rotary shaft 4 is recorded on the disk 9 by the above-mentioned pits 11 ... And this signal is read by an optical pickup described later. Is.

【0022】図1に示したように、ハウジング1には基
板12がねじ13止め等によって固定され、該基板12
に光学ピックアップ14を、上記ディスク9と対向して
配置させてある。図1において、19はカバーを示す。
As shown in FIG. 1, a substrate 12 is fixed to the housing 1 by screws 13 and the like.
An optical pickup 14 is arranged to face the disc 9. In FIG. 1, 19 indicates a cover.

【0023】図3、図4には、上記ディスク9の信号を
検出するための光学ピックアップを例示している。図
3、図4に示した構造の光学ピックアップは、ディスク
9に入射された光が、上記した金属膜によって反射さ
れ、ディスク9から戻ってきた光を半導体レーザ15に
返して、レーザ自体の発振状態が変化するのを検出し
て、半導体レーザ15を光源、かつ検出器として使用す
るもので、SCOOP(Self Coupled O
ptical Pickup)と呼ばれている方式であ
る。
3 and 4 show an optical pickup for detecting the signal of the disc 9. As shown in FIG. In the optical pickup having the structure shown in FIGS. 3 and 4, the light incident on the disk 9 is reflected by the metal film described above, the light returned from the disk 9 is returned to the semiconductor laser 15, and the laser itself oscillates. A semiconductor laser 15 is used as a light source and a detector by detecting a change in state, and is used as an SCOOP (Self Coupled O
This is a system called "Physical Pickup".

【0024】上記方式の検出方法には2種類がある。 図3のように、光がディスク9から戻った結果を半
導体レーザ15のもう片面から出してくる光で検出しよ
うとするもの。 図4のように、端子電圧の変化として検出するもの
である。 尚、図3、図4において、9はディスク、14aは光学
ピックアップ14に組込まれた対物レンズを示し、図3
において16は光検出器を示し、図4において17は端
子電圧等の変化を検出するための検出器である。
There are two types of detection methods of the above method. As shown in FIG. 3, the result of light returning from the disk 9 is to be detected by the light emitted from the other side of the semiconductor laser 15. As shown in FIG. 4, it is detected as a change in the terminal voltage. In FIGS. 3 and 4, 9 is a disk, 14a is an objective lens incorporated in the optical pickup 14, and FIG.
Reference numeral 16 indicates a photodetector, and reference numeral 17 in FIG. 4 is a detector for detecting a change in terminal voltage or the like.

【0025】上記ディスク9の信号検出方法は、図示例
以外の公知の方式とすることができる。
The signal detection method of the disk 9 may be a known method other than the illustrated example.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、回転軸に取付けたディスクに記録されてい
る情報を、光学ピックアップによるレーザ光によって検
出することから、スリットを設けた符号板の回転に基づ
く光量の変化を検出するようにしたものに比べて、信号
を高密度に記録できて、かつこれを高い精度で検出する
ことができるにもかゝわらず、個々の構成部品の加工精
度を厳しくする必要がないから、安価に提供することが
できる。
Since the present invention is constructed as described above, since the information recorded on the disk mounted on the rotary shaft is detected by the laser beam from the optical pickup, the code having the slit is provided. Compared to the one that detects the change of the light amount based on the rotation of the plate, it can record the signal with high density and detect this with high accuracy, but the individual components Since it is not necessary to make the processing precision of strict, it can be provided at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るロータリエンコーダの実施例を示
す縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a rotary encoder according to the present invention.

【図2】同上エンコーダのディスクを示す概略正面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic front view showing a disk of the encoder.

【図3】光学ピックアップを示す原理説明図である。FIG. 3 is a principle explanatory view showing an optical pickup.

【図4】他の光学ピックアップを示す原理説明図であ
る。
FIG. 4 is a principle explanatory view showing another optical pickup.

【図5】従来の光学式ロータリエンコーダを示す縦断面
図である。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing a conventional optical rotary encoder.

【図6】光源と固定スリット板と符号板相互の位置関係
を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship among a light source, a fixed slit plate, and a code plate.

【図7】光源と固定スリット板と符号板相互の他の位置
関係を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing another positional relationship among the light source, the fixed slit plate, and the code plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 回転軸 9 ディスク 14 光学ピックアップ 4 Rotation axis 9 Disc 14 Optical pickup

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸に、エンコーダとしての必要な信
号を記録したレーザディスクを取付け、これに光学ピッ
クアップを対向配設したことを特徴とするロータリエン
コーダ。
1. A rotary encoder characterized in that a laser disk on which a necessary signal as an encoder is recorded is attached to a rotary shaft, and an optical pickup is arranged to face this laser disk.
JP15259694A 1994-06-10 1994-06-10 Rotary encoder Pending JPH07333008A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15259694A JPH07333008A (en) 1994-06-10 1994-06-10 Rotary encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15259694A JPH07333008A (en) 1994-06-10 1994-06-10 Rotary encoder

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ID=15543889

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JP15259694A Pending JPH07333008A (en) 1994-06-10 1994-06-10 Rotary encoder

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JP (1) JPH07333008A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021200017A1 (en) * 2020-03-31 2021-10-07 ミネベアミツミ株式会社 Absolute encoder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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