JPH08201114A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
- Publication number
- JPH08201114A JPH08201114A JP908295A JP908295A JPH08201114A JP H08201114 A JPH08201114 A JP H08201114A JP 908295 A JP908295 A JP 908295A JP 908295 A JP908295 A JP 908295A JP H08201114 A JPH08201114 A JP H08201114A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- slit
- photodetector
- lens
- fixed
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学式エンコーダにおいて、光源出力光の広
がり角，スリット通過後の回折現象の影響による光漏れ
を低減する。 【構成】 固定スリットのスリット透過部に集光機能を
もつ微小レンズをあわせもった構成。回転スリット２
１、固定スリット２２を通過した光は光検出器の直前で
微小レンズ２８により集光されて受光素子部２６に入射
するため、非受光部２７への光漏れは起こらない。ま
た、固定スリットにレンズを設けているため、焦点位置
が回転偏芯，アンバランスによって変動して非受光部へ
光漏れすることがないため、非常に安定した信号を得る
ことができる。
がり角，スリット通過後の回折現象の影響による光漏れ
を低減する。 【構成】 固定スリットのスリット透過部に集光機能を
もつ微小レンズをあわせもった構成。回転スリット２
１、固定スリット２２を通過した光は光検出器の直前で
微小レンズ２８により集光されて受光素子部２６に入射
するため、非受光部２７への光漏れは起こらない。ま
た、固定スリットにレンズを設けているため、焦点位置
が回転偏芯，アンバランスによって変動して非受光部へ
光漏れすることがないため、非常に安定した信号を得る
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は速度，位置を検出する光
学式エンコーダに関するものである。
学式エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来の光学式エンコーダについて
説明する。
説明する。
【０００３】図４は従来のエンコーダ光学系の全体構成
を示す。図４において、３１は回転スリット、３２は固
定スリット、３３は光検出器、３９は光源、４０は回転
スリットの回転軸である。
を示す。図４において、３１は回転スリット、３２は固
定スリット、３３は光検出器、３９は光源、４０は回転
スリットの回転軸である。
【０００４】図３は従来のエンコーダの回転，固定スリ
ット，光検出器の詳細図である。図３において、１は回
転スリット、２は固定スリット、３は光検出器、４は上
記回転，固定スリットの遮光部、５は透過部、６は上記
光検出器の受光素子部、７は非受光部である。
ット，光検出器の詳細図である。図３において、１は回
転スリット、２は固定スリット、３は光検出器、４は上
記回転，固定スリットの遮光部、５は透過部、６は上記
光検出器の受光素子部、７は非受光部である。
【０００５】この構成において光源３９から発光した光
は回転スリット１に到達し、回転スリット１が円周方向
に移動すると、固定スリット２との位置関係で光は遮
断，通過をくり返す。この２枚のスリットを通過した光
を光検出器３にて、正弦波状の電気信号に変換してい
る。
は回転スリット１に到達し、回転スリット１が円周方向
に移動すると、固定スリット２との位置関係で光は遮
断，通過をくり返す。この２枚のスリットを通過した光
を光検出器３にて、正弦波状の電気信号に変換してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では光源３９から発光した光は、平行光でかつ回
転スリット１に対して垂直であることが望ましいが、実
際には僅かに広がっているのが現状である。また、完全
な平行光であっても、スリットを通過すると、光の回折
現象によって広がっていき、スリット幅が微細なほどそ
の影響は大きくなる。
の構成では光源３９から発光した光は、平行光でかつ回
転スリット１に対して垂直であることが望ましいが、実
際には僅かに広がっているのが現状である。また、完全
な平行光であっても、スリットを通過すると、光の回折
現象によって広がっていき、スリット幅が微細なほどそ
の影響は大きくなる。
【０００７】したがって、この構成ではエンコーダの高
分解能化、つまりスリット幅の微細化にともなって光源
の広がり角，光の回折現象の影響による非受光部７への
光漏れの影響が大きくなってしまい、光検出器の出力信
号の振幅が低下してＳ／Ｎ特性が劣化する。
分解能化、つまりスリット幅の微細化にともなって光源
の広がり角，光の回折現象の影響による非受光部７への
光漏れの影響が大きくなってしまい、光検出器の出力信
号の振幅が低下してＳ／Ｎ特性が劣化する。
【０００８】この課題を解決する手段として、図２のよ
うな構成をしたエンコーダがある。図２において、１１
は回転スリット、１２は固定スリット、１３は光検出
器、１４は上記回転，固定スリットの遮光部、１５は透
過部、１６は、上記光検出器の受光素子部、１７は非受
光部、１８は上記回転スリット１１に設けられた微小レ
ンズである。
うな構成をしたエンコーダがある。図２において、１１
は回転スリット、１２は固定スリット、１３は光検出
器、１４は上記回転，固定スリットの遮光部、１５は透
過部、１６は、上記光検出器の受光素子部、１７は非受
光部、１８は上記回転スリット１１に設けられた微小レ
ンズである。
【０００９】これは、図２の回転スリット１１のスリッ
トの開口部上部に集光機能をもった微小レンズ１８を備
えたものであり、微小レンズ１８によって通過光が集光
されるため光漏れがなくなる。しかしながら、この手段
は微小レンズ自体も回転するため回転ディスクの偏芯や
傾き、回転アンバランスによって焦点位置が変動して非
受光部１７への光漏れを起こしてしまう。またエンコー
ダの分解能、つまり回転スリットのスリット数だけ微小
レンズが必要で、回折光の影響が大きくなる高分解能エ
ンコーダでは加工工数が大きくなる。回転スリット１１
上にレンズを形成するため回転ディスクのイナーシャが
大きくなる。回転ディスク上には、位相のずれた複数の
信号のスリットが存在するため、微小レンズによる回転
アンバランス発生といった課題がある。
トの開口部上部に集光機能をもった微小レンズ１８を備
えたものであり、微小レンズ１８によって通過光が集光
されるため光漏れがなくなる。しかしながら、この手段
は微小レンズ自体も回転するため回転ディスクの偏芯や
傾き、回転アンバランスによって焦点位置が変動して非
受光部１７への光漏れを起こしてしまう。またエンコー
ダの分解能、つまり回転スリットのスリット数だけ微小
レンズが必要で、回折光の影響が大きくなる高分解能エ
ンコーダでは加工工数が大きくなる。回転スリット１１
上にレンズを形成するため回転ディスクのイナーシャが
大きくなる。回転ディスク上には、位相のずれた複数の
信号のスリットが存在するため、微小レンズによる回転
アンバランス発生といった課題がある。
【００１０】本発明はこのような課題を解決し、回折に
よる光漏れのない良好なエンコーダを比較的簡単に提供
するものである。
よる光漏れのない良好なエンコーダを比較的簡単に提供
するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のエンコーダは、光源と光源からの光を受ける
光検出器、光源と光検出器の間にある固定スリットおよ
び回転軸に取り付けられ、円周方向に回転可能なスリッ
トである回転スリットを備えている光学式エンコーダに
おいて、前記固定スリットの光検出器側のスリット各透
過部に集光機能をもつ微小レンズをあわせもった固定ス
リットを有した構成である。
に本発明のエンコーダは、光源と光源からの光を受ける
光検出器、光源と光検出器の間にある固定スリットおよ
び回転軸に取り付けられ、円周方向に回転可能なスリッ
トである回転スリットを備えている光学式エンコーダに
おいて、前記固定スリットの光検出器側のスリット各透
過部に集光機能をもつ微小レンズをあわせもった固定ス
リットを有した構成である。
【００１２】
【作用】この構成の微小レンズによって、スリット通過
光が集光されるため光漏れがなくなる。また、固定ディ
スクは移動しないため偏芯，ディスク傾き，回転アンバ
ランスによる光漏れも起こらない。固定ディスク上にレ
ンズを設けるため、レンズ数も格段に少なくなる。回転
ディスクにはレンズを設けないため、ディスクのイナー
シャを最小限におさえ、かつ回転アンバランスの影響も
除去できるため非常に高精度なエンコーダを提供でき
る。
光が集光されるため光漏れがなくなる。また、固定ディ
スクは移動しないため偏芯，ディスク傾き，回転アンバ
ランスによる光漏れも起こらない。固定ディスク上にレ
ンズを設けるため、レンズ数も格段に少なくなる。回転
ディスクにはレンズを設けないため、ディスクのイナー
シャを最小限におさえ、かつ回転アンバランスの影響も
除去できるため非常に高精度なエンコーダを提供でき
る。
【００１３】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１において、２１は回転スリッ
ト、２２は固定スリット、２３は光検出器、２４は上記
回転，固定スリットの遮光部、２５は透過部、２６は上
記光検出器の受光素子部、２７は非受光部、２８は回転
スリット上の微小レンズである。
しながら説明する。図１において、２１は回転スリッ
ト、２２は固定スリット、２３は光検出器、２４は上記
回転，固定スリットの遮光部、２５は透過部、２６は上
記光検出器の受光素子部、２７は非受光部、２８は回転
スリット上の微小レンズである。
【００１４】回転スリット２１，固定スリット２２を通
過した光は光検出器の直前で微小レンズ２８により集光
されて受光素子部２６に入射するため、非受光部２７へ
の光漏れは起こらない。また、固定スリットにレンズを
設けているため、焦点位置が回転偏芯，アンバランスに
よって変動して非受光部へ光漏れすることがないため、
非常に安定した正弦波信号を得ることができる。
過した光は光検出器の直前で微小レンズ２８により集光
されて受光素子部２６に入射するため、非受光部２７へ
の光漏れは起こらない。また、固定スリットにレンズを
設けているため、焦点位置が回転偏芯，アンバランスに
よって変動して非受光部へ光漏れすることがないため、
非常に安定した正弦波信号を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明のエンコーダは、固
定ディスクに設けた微小レンズによって、スリット通過
光が集光されて光検出器に入射されるため光漏れがなく
なる。また、固定スリット上にレンズを設けているた
め、焦点位置が回転ディスクの偏芯，アンバランスによ
って変動することがないため、非常に安定した正弦波信
号を得ることができる。回転ディスクにはレンズを設け
ないためディスクのイナーシャを最小限におさえ、かつ
回転アンバランスの影響も除去できるため、非常に高精
度なエンコーダを提供できるなどの効果があって、非常
に有用なものである。
定ディスクに設けた微小レンズによって、スリット通過
光が集光されて光検出器に入射されるため光漏れがなく
なる。また、固定スリット上にレンズを設けているた
め、焦点位置が回転ディスクの偏芯，アンバランスによ
って変動することがないため、非常に安定した正弦波信
号を得ることができる。回転ディスクにはレンズを設け
ないためディスクのイナーシャを最小限におさえ、かつ
回転アンバランスの影響も除去できるため、非常に高精
度なエンコーダを提供できるなどの効果があって、非常
に有用なものである。
【図１】本発明の一実施例におけるエンコーダ構成図
【図２】従来のエンコーダ構成図
【図３】従来のエンコーダ構成図
【図４】従来のエンコーダ光学系の全体構成図
１，１１，２１，３１ 回転スリット ２，１２，２２，３２ 固定スリット ３，１３，２３，３３ 光検出器 ４，１４，２４ 遮光部 ５，１５，２５ 透過部 ６，１６，２６ 受光素子部 ７，１７，２７ 非受光部 １８，２８ 微小レンズ ３９ 光源 ４０ 回転軸
Claims (1)
- 【請求項１】 光源と光源からの光を受ける光検出器、
光源と光検出器の間にある固定スリットおよび回転軸に
取り付けられ、円周方向に回転可能なスリットである回
転スリットを備えている光学式エンコーダにおいて、前
記固定スリットのスリット各透過部に集光機能をもつ微
小レンズをあわせもった構成を有する光学式エンコー
ダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP908295A JPH08201114A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP908295A JPH08201114A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201114A true JPH08201114A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11710700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP908295A Pending JPH08201114A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201114A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10141999A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-05-29 | Shintoku So | 光学コード信号読取りの方法と装置 |
| EP0905485A1 (en) * | 1997-02-21 | 1999-03-31 | Fanuc Ltd | Optical encoder |
| GB2338549A (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-22 | Ching Shun Wang | A Rotary Encoder |
| JP2005353630A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Sharp Corp | 光結合装置 |
| WO2006006342A1 (ja) * | 2004-07-12 | 2006-01-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 光学式エンコーダ |
| WO2007049480A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Mitsubishi Electric Corporation | 光学式絶対値エンコーダ |
| JP2008003019A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP908295A patent/JPH08201114A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10141999A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-05-29 | Shintoku So | 光学コード信号読取りの方法と装置 |
| EP0905485A1 (en) * | 1997-02-21 | 1999-03-31 | Fanuc Ltd | Optical encoder |
| EP0905485A4 (en) * | 1997-02-21 | 2003-06-25 | Fanuc Ltd | OPTICAL ENCODER |
| US6703601B2 (en) | 1997-02-21 | 2004-03-09 | Fanuc, Ltd. | Motion detection of an optical encoder by converging emitted light beams |
| GB2338549A (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-22 | Ching Shun Wang | A Rotary Encoder |
| JP2005353630A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Sharp Corp | 光結合装置 |
| WO2006006342A1 (ja) * | 2004-07-12 | 2006-01-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 光学式エンコーダ |
| JPWO2006006342A1 (ja) * | 2004-07-12 | 2008-04-24 | 三菱電機株式会社 | 光学式エンコーダ |
| US7589314B2 (en) | 2004-07-12 | 2009-09-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical encoder applying substantially parallel light beams and three periodic optical elements |
| DE112005001619B4 (de) * | 2004-07-12 | 2014-03-06 | Mitsubishi Denki K.K. | Optischer Codierer |
| WO2007049480A1 (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-03 | Mitsubishi Electric Corporation | 光学式絶対値エンコーダ |
| JP2008003019A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Mitsutoyo Corp | 光電式エンコーダ |
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