JPH08201116A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
- Publication number
- JPH08201116A JPH08201116A JP1259195A JP1259195A JPH08201116A JP H08201116 A JPH08201116 A JP H08201116A JP 1259195 A JP1259195 A JP 1259195A JP 1259195 A JP1259195 A JP 1259195A JP H08201116 A JPH08201116 A JP H08201116A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- encoder
- differentiation
- changes
- rotation
- 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、光源の時間的光
量変動の影響による出力パルスのデューティー比変動を
低減する。 【構成】 光検出器で受光した生信号を時間微分する微
分手段と、微分信号のゼロクロス時に生信号のレベルを
サンプルして、生信号のピーク値と比較することを特徴
とした光学式エンコーダ。光源の光量変動によるデュー
ティー比の変動をなくし、かつエンコーダ停止時のミス
パルスの発生を防ぐことができるため非常に有用なもの
である。
量変動の影響による出力パルスのデューティー比変動を
低減する。 【構成】 光検出器で受光した生信号を時間微分する微
分手段と、微分信号のゼロクロス時に生信号のレベルを
サンプルして、生信号のピーク値と比較することを特徴
とした光学式エンコーダ。光源の光量変動によるデュー
ティー比の変動をなくし、かつエンコーダ停止時のミス
パルスの発生を防ぐことができるため非常に有用なもの
である。
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７は従来のエンコーダ光学系の全体構成
図を示すものである。図７において、７１は回転スリッ
ト、７２は固定スリット、７３は光検出器、７４は光源
である。
図を示すものである。図７において、７１は回転スリッ
ト、７２は固定スリット、７３は光検出器、７４は光源
である。
【０００４】図２は従来の信号処理回路の構成を示すも
のである。図２において、２１は発光部、２２は固定お
よび回転スリットを有するスリット部、２３は受光部、
２４は比較部、２５はリファレンス設定部である。
のである。図２において、２１は発光部、２２は固定お
よび回転スリットを有するスリット部、２３は受光部、
２４は比較部、２５はリファレンス設定部である。
【０００５】この構成において、エンコーダが回転する
と光源２１より発光した光はスリット部２２の回転、固
定スリットの相対位置関係によって遮断，透過を繰り返
して受光部２３へ到達し、受光部２３の出力信号はほぼ
正弦波となる。この信号とリファレンス設定部２５によ
ってあらかじめ設定されている電圧レベルを比較部２４
にて比較することによって波型整形している。波型整形
のタイミング図を図３（ａ）に示す。
と光源２１より発光した光はスリット部２２の回転、固
定スリットの相対位置関係によって遮断，透過を繰り返
して受光部２３へ到達し、受光部２３の出力信号はほぼ
正弦波となる。この信号とリファレンス設定部２５によ
ってあらかじめ設定されている電圧レベルを比較部２４
にて比較することによって波型整形している。波型整形
のタイミング図を図３（ａ）に示す。
【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、発光部の光量変動，経時変化にともなう光
量低下によって受光部２３の出力信号レベルが変化し
て、図３（ｂ）に示すように整形後の信号のデューティ
ー比が変動してしまう。
の構成では、発光部の光量変動，経時変化にともなう光
量低下によって受光部２３の出力信号レベルが変化し
て、図３（ｂ）に示すように整形後の信号のデューティ
ー比が変動してしまう。
【０００７】この問題を解決するために、図４の構成を
有するエンコーダがある。図４において、４１は発光
部、４２は固定および回転スリットを有するスリット
部、４３は受光部、４４は比較部、４６は微分処理部で
ある。この構成では、受光部４３の生出力信号を時間微
分して、これを０Ｖと比較することによって波型整形し
ている。この手法によると受光部４３の生出力信号のピ
ーク時のタイミングで波型整形が行われる。発光部４１
の出力光量変動によるピーク位置の位相変動はないの
で、光量変動によるデューティー比の変動はなくなる。
図５（ａ）にこの手法のタイミング図を示す。しかしな
がらこの構成では、エンコーダが連続回転していれば問
題ないが、停止すると微分信号は零になってしまうため
図５（ｂ）のように回転，停止を繰り返すとミスパルス
を出力することになる。
有するエンコーダがある。図４において、４１は発光
部、４２は固定および回転スリットを有するスリット
部、４３は受光部、４４は比較部、４６は微分処理部で
ある。この構成では、受光部４３の生出力信号を時間微
分して、これを０Ｖと比較することによって波型整形し
ている。この手法によると受光部４３の生出力信号のピ
ーク時のタイミングで波型整形が行われる。発光部４１
の出力光量変動によるピーク位置の位相変動はないの
で、光量変動によるデューティー比の変動はなくなる。
図５（ａ）にこの手法のタイミング図を示す。しかしな
がらこの構成では、エンコーダが連続回転していれば問
題ないが、停止すると微分信号は零になってしまうため
図５（ｂ）のように回転，停止を繰り返すとミスパルス
を出力することになる。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するた
め、出力光量変動によるデューティー比変動を低減し、
かつエンコーダの回転，停止の繰り返しにもミスパルス
なく非常に信頼性の高いエンコーダ信号を生成すること
を目的としている。
め、出力光量変動によるデューティー比変動を低減し、
かつエンコーダの回転，停止の繰り返しにもミスパルス
なく非常に信頼性の高いエンコーダ信号を生成すること
を目的としている。
【０００９】
【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である回
転スリット、光検出器で受光した信号を波型整形する信
号処理手段を備えている光学式エンコーダの信号処理手
段において、前記光検出器で受光した生信号を時間微分
する微分手段と、微分信号のゼロクロス時に生信号のレ
ベルをサンプルして、生信号のピーク値と比較すること
を特徴とするものである。
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である回
転スリット、光検出器で受光した信号を波型整形する信
号処理手段を備えている光学式エンコーダの信号処理手
段において、前記光検出器で受光した生信号を時間微分
する微分手段と、微分信号のゼロクロス時に生信号のレ
ベルをサンプルして、生信号のピーク値と比較すること
を特徴とするものである。
【００１０】
【作用】この構成によって、光検出器で受光した生信号
はほぼ正弦であるため、これを時間回微分すると位相が
９０度進み、かつ直流分がカットされる。この信号のゼ
ロクロスポイントは生信号の上側および下側ピーク位置
となる。生信号の上側および下側ピーク位置の位相は、
光源の光量変動に影響されないため、微分信号のゼロク
ロスタイミングでディジタル信号に波型整形すると、エ
ンコーダ回転時にはデューティー比の変動がなくなる。
また、ゼロクロス時の生信号のレベルをモニターして、
生信号の上側ピーク値，下側ピーク値と比較すれば、エ
ンコーダの回転／停止状態が判定できるので、停止状態
ではパルス発生を禁止するとミスパルスを発生すること
がない。
はほぼ正弦であるため、これを時間回微分すると位相が
９０度進み、かつ直流分がカットされる。この信号のゼ
ロクロスポイントは生信号の上側および下側ピーク位置
となる。生信号の上側および下側ピーク位置の位相は、
光源の光量変動に影響されないため、微分信号のゼロク
ロスタイミングでディジタル信号に波型整形すると、エ
ンコーダ回転時にはデューティー比の変動がなくなる。
また、ゼロクロス時の生信号のレベルをモニターして、
生信号の上側ピーク値，下側ピーク値と比較すれば、エ
ンコーダの回転／停止状態が判定できるので、停止状態
ではパルス発生を禁止するとミスパルスを発生すること
がない。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。図１において、１は発光部、２は固定および
回転スリットを有するスリット部、３は受光部、４は時
間微分処理部、５は比較部、６，１５は立ち上がりエッ
ジ検出部、７，１６は立ち下がりエッジ検出部、８，
９，１０，１１はサンプルホールド部、１２は下側ピー
ク比較部、１３は上側ピーク比較部、１４は波型整形部
である。図６は図１のブロック図における各位置での波
型タイミング図を示す。
説明する。図１において、１は発光部、２は固定および
回転スリットを有するスリット部、３は受光部、４は時
間微分処理部、５は比較部、６，１５は立ち上がりエッ
ジ検出部、７，１６は立ち下がりエッジ検出部、８，
９，１０，１１はサンプルホールド部、１２は下側ピー
ク比較部、１３は上側ピーク比較部、１４は波型整形部
である。図６は図１のブロック図における各位置での波
型タイミング図を示す。
【００１２】光検出器で受光した生信号（ａ）を微分回
路４によって時間微分した後、比較部５にてゼロクロス
タイミングで波型整形し信号（ｃ）を生成する。この信
号（ｃ）はエンコーダが回転し続けている時は生信号
（ａ）のピークタイミングでエッジ生成しているため、
光源の光量変動によるデューティー変動の影響を受けな
いことになる。しかしながら、エンコーダ停止時に微分
信号（ｂ）がゼロになってしまうためミスパルスを発生
する。
路４によって時間微分した後、比較部５にてゼロクロス
タイミングで波型整形し信号（ｃ）を生成する。この信
号（ｃ）はエンコーダが回転し続けている時は生信号
（ａ）のピークタイミングでエッジ生成しているため、
光源の光量変動によるデューティー変動の影響を受けな
いことになる。しかしながら、エンコーダ停止時に微分
信号（ｂ）がゼロになってしまうためミスパルスを発生
する。
【００１３】そこで信号（ｃ）の立ち上がり，立ち下が
りエッジ時における生信号（ａ）のレベルをモニター
し、生信号（ａ）の上側ピーク値，下ピーク値と比較す
れば、エンコーダの回転／停止状態が判別できる。
りエッジ時における生信号（ａ）のレベルをモニター
し、生信号（ａ）の上側ピーク値，下ピーク値と比較す
れば、エンコーダの回転／停止状態が判別できる。
【００１４】つまり、信号（ｃ）の立ち上がりエッジが
エンコーダの回転によって生成されたのか、停止によっ
て生成されたのか判別するには立ち上がりエッジ検出回
路６とサンプルホールド回路８によって立ち上がりエッ
ジ時の生信号（ａ）をサンプルしてこれを生信号（ａ）
の下側ピーク値と比較すれば良い。下側ピーク値はエン
コーダ出力信号（１）の立ち上がりエッジ時の生信号
（ａ）のレベルを立ち上がりエッジ検出回路１５とサン
プルホールド回路９によってサンプルすれば良い。エン
コーダが回転していれば両者はほぼ同じ値となるので差
は零になり、停止していれば差が大きくなる。よって、
両者の差をとってこれをあらかじめ決めておいたしきい
値と比較することにより回転／停止状態が判別できる。
エンコーダの回転によって生成されたのか、停止によっ
て生成されたのか判別するには立ち上がりエッジ検出回
路６とサンプルホールド回路８によって立ち上がりエッ
ジ時の生信号（ａ）をサンプルしてこれを生信号（ａ）
の下側ピーク値と比較すれば良い。下側ピーク値はエン
コーダ出力信号（１）の立ち上がりエッジ時の生信号
（ａ）のレベルを立ち上がりエッジ検出回路１５とサン
プルホールド回路９によってサンプルすれば良い。エン
コーダが回転していれば両者はほぼ同じ値となるので差
は零になり、停止していれば差が大きくなる。よって、
両者の差をとってこれをあらかじめ決めておいたしきい
値と比較することにより回転／停止状態が判別できる。
【００１５】また、同様に信号（ｃ）の立ち下がりエッ
ジがエンコーダの回転によって生成されたのか、停止に
よって生成されたのか判別するには立ち下がりエッジ検
出回路７とサンプルホールド回路１０によって、立ち下
がりエッジ時の生信号（ａ）をサンプルして、これを生
信号（ａ）の上側ピーク値と比較すれば良い。上側ピー
ク値はエンコーダ出力信号（１）の立ち下がりエッジ時
の生信号（ａ）のレベルを立ち下がりエッジ検出回路１
６とサンプルホールド回路１１によってサンプルすれば
良い。エンコーダが回転していれば両者はほぼ同じ値と
なるので差は零になり、停止していれば差が大きくな
る。よって、両者の差をとってこれをあらかじめ決めて
おいたしきい値と比較することにより回転／停止状態が
判別できる。
ジがエンコーダの回転によって生成されたのか、停止に
よって生成されたのか判別するには立ち下がりエッジ検
出回路７とサンプルホールド回路１０によって、立ち下
がりエッジ時の生信号（ａ）をサンプルして、これを生
信号（ａ）の上側ピーク値と比較すれば良い。上側ピー
ク値はエンコーダ出力信号（１）の立ち下がりエッジ時
の生信号（ａ）のレベルを立ち下がりエッジ検出回路１
６とサンプルホールド回路１１によってサンプルすれば
良い。エンコーダが回転していれば両者はほぼ同じ値と
なるので差は零になり、停止していれば差が大きくな
る。よって、両者の差をとってこれをあらかじめ決めて
おいたしきい値と比較することにより回転／停止状態が
判別できる。
【００１６】上記のように信号（ｃ）の立ち上がり，立
ち下がりエッジがエンコーダの回転によって生成された
のか、停止によって生成されたのかを判別して、回転に
よるものならば波型整形回路１４にてエッジ生成すれば
この信号は光源の光量変動によるデューティー比の変動
がなくなり、かつエンコーダ停止時のミスパルスの発生
をなくすことができる。
ち下がりエッジがエンコーダの回転によって生成された
のか、停止によって生成されたのかを判別して、回転に
よるものならば波型整形回路１４にてエッジ生成すれば
この信号は光源の光量変動によるデューティー比の変動
がなくなり、かつエンコーダ停止時のミスパルスの発生
をなくすことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は、光源の光量変動
によるデューティー比の変動をなくし、かつエンコーダ
停止時のミスパルスの発生を防ぐことができるため非常
に有用なものである。
によるデューティー比の変動をなくし、かつエンコーダ
停止時のミスパルスの発生を防ぐことができるため非常
に有用なものである。
【図１】本発明の一実施例のエンコーダ信号処理手段の
ブロック図
ブロック図
【図２】従来のエンコーダ信号処理手段のブロック図
【図３】（ａ）従来のエンコーダ信号処理手段の波型整
形のタイミング図 （ｂ）従来のエンコーダ信号処理手段の波型整形のタイ
ミング図
形のタイミング図 （ｂ）従来のエンコーダ信号処理手段の波型整形のタイ
ミング図
【図４】従来のエンコーダ信号処理手段のブロック図
【図５】（ａ）従来のエンコーダ信号処理手段のタイミ
ング図 （ｂ）従来のエンコーダ信号処理手段後のタイミング図
ング図 （ｂ）従来のエンコーダ信号処理手段後のタイミング図
【図６】本発明の一実施例のエンコーダ信号処理手段の
波型タイミング図
波型タイミング図
【図７】従来のエンコーダ光学系の全体構成図
１，２１，４１ 発光部 ２，２２，４２ スリット部 ３，２３，４３ 受光部 ５，２４，４４ 比較部 ４，４６ 微分処理部 ６，１５ 立ち上がりエッジ検出部 ７，１６ 立ち下がりエッジ検出部 ８，９，１０，１１ サンプルホールド部 １２ 下側ピーク比較部 １３ 上側ピーク比較部 １４ 波型整形部 ２５ リファレンス設定部 ７１ 回転スリット ７２ 固定スリット ７３ 光検出器 ７４ 光源
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回転スリット、光
検出器で受光した信号を波型整形する信号処理手段を備
えている光学式エンコーダの信号処理手段において、前
記光検出器で受光した生信号を時間微分する微分手段と
微分信号のゼロクロス時に生信号のレベルをサンプルし
て、生信号のピーク値と比較することを特徴とした光学
式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259195A JPH08201116A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1259195A JPH08201116A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201116A true JPH08201116A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11809601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1259195A Pending JPH08201116A (ja) | 1995-01-30 | 1995-01-30 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201116A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6758557B2 (en) | 1998-05-11 | 2004-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid container, method of manufacturing the container, package of the container, ink jet head cartridge in which the container and a recording head are made integral with each other, and liquid discharge recording apparatus |
-
1995
- 1995-01-30 JP JP1259195A patent/JPH08201116A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6758557B2 (en) | 1998-05-11 | 2004-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid container, method of manufacturing the container, package of the container, ink jet head cartridge in which the container and a recording head are made integral with each other, and liquid discharge recording apparatus |
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