JPH0996544A - 光学式アブソリュートエンコーダ - Google Patents
光学式アブソリュートエンコーダInfo
- Publication number
- JPH0996544A JPH0996544A JP25169395A JP25169395A JPH0996544A JP H0996544 A JPH0996544 A JP H0996544A JP 25169395 A JP25169395 A JP 25169395A JP 25169395 A JP25169395 A JP 25169395A JP H0996544 A JPH0996544 A JP H0996544A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical pattern
- signal
- absolute
- generating
- 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
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 90
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
- G01D5/34784—Absolute encoders with analogue or digital scales with only analogue scales or both analogue and incremental scales
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が簡単で廉価に製造可能な光学式アブソ
リュートエンコーダを提案すること。 【解決手段】 光学式アブソリュートエンコーダ１は、
回転軸２に取り付けた回転円板３に当該回転円板の回転
角度に応じて半径が変動する円に近似した曲線からなる
光学的に検出可能な光学パターン４を形成し、これを、
回転円板３の回転方向に向けて９０度の角度離れた位置
の第１および第２の光学センサ６、７で検出して、９０
度位相のずれた信号６Ｓ、７Ｓを生成し、これらの２つ
の信号に基づき、レゾルバ・デジタルコンバータ２０に
おいて必要ビッド数のアブソリュート信号群Ｓ（ｎ）を
生成して出力する。回転円板３には、インクリメンタル
信号生成用のスリット群からなる光学パターン５も形成
され、これを第３の光学センサ８で読み取り、Ａ相信号
およびＢ相信号を発生する。
リュートエンコーダを提案すること。 【解決手段】 光学式アブソリュートエンコーダ１は、
回転軸２に取り付けた回転円板３に当該回転円板の回転
角度に応じて半径が変動する円に近似した曲線からなる
光学的に検出可能な光学パターン４を形成し、これを、
回転円板３の回転方向に向けて９０度の角度離れた位置
の第１および第２の光学センサ６、７で検出して、９０
度位相のずれた信号６Ｓ、７Ｓを生成し、これらの２つ
の信号に基づき、レゾルバ・デジタルコンバータ２０に
おいて必要ビッド数のアブソリュート信号群Ｓ（ｎ）を
生成して出力する。回転円板３には、インクリメンタル
信号生成用のスリット群からなる光学パターン５も形成
され、これを第３の光学センサ８で読み取り、Ａ相信号
およびＢ相信号を発生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等の回転機
の回転角を原点位置からの回転量として検出可能なアブ
ソリュートエンコーダに関するものであり、さらに詳し
くは、構造が簡単で廉価に製造可能な光学式アブソリュ
ートエンコーダに関するものである。
の回転角を原点位置からの回転量として検出可能なアブ
ソリュートエンコーダに関するものであり、さらに詳し
くは、構造が簡単で廉価に製造可能な光学式アブソリュ
ートエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光学式のアブソリュートエンコーダは、
回転機の回転に伴って回転する回転円板と、この回転円
板に形成したスリット群と、これらのスリット群を検出
するための光学式センサを備えている。従来において、
光学式アブソリュートエンコーダによりアブソリュート
信号を発生させるためには、出力ビット数に対応した本
数のトラック（スリット列）を同心円状に回転円板に形
成すると共に、各トラックのスリット群を検出するため
に、トラック数に対応した個数の光学式センサを配置す
る必要がある。
回転機の回転に伴って回転する回転円板と、この回転円
板に形成したスリット群と、これらのスリット群を検出
するための光学式センサを備えている。従来において、
光学式アブソリュートエンコーダによりアブソリュート
信号を発生させるためには、出力ビット数に対応した本
数のトラック（スリット列）を同心円状に回転円板に形
成すると共に、各トラックのスリット群を検出するため
に、トラック数に対応した個数の光学式センサを配置す
る必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このために、特に必要
とされるアブソリュート信号のビット数が多い場合に
は、エンコーダが高価になるという解決すべき課題があ
る。また、回転円板に形成した多数本のトラックに対し
て、多数個の光学式センサを精度良く位置合わせさせて
組み付ける必要があるので（高い組み付け精度が要求さ
れるので）、簡単な工程によって短時間に製造できない
とう解決すべき課題がある。
とされるアブソリュート信号のビット数が多い場合に
は、エンコーダが高価になるという解決すべき課題があ
る。また、回転円板に形成した多数本のトラックに対し
て、多数個の光学式センサを精度良く位置合わせさせて
組み付ける必要があるので（高い組み付け精度が要求さ
れるので）、簡単な工程によって短時間に製造できない
とう解決すべき課題がある。
【０００４】本発明の課題は、これらの点に着目して、
簡単な構造を備え廉価に製造することのできる光学式ア
ブソリュートエンコーダを実現することにある。
簡単な構造を備え廉価に製造することのできる光学式ア
ブソリュートエンコーダを実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の光学式アブソリュートエンコーダは、回
転円板と、この回転円板に形成した光学的に検出可能な
アブソリュート信号生成用の光学パターンと、前記回転
円板の回転方向に向けて９０度の角度を開けて配置さ
れ、前記光学パターンを光学的に読み取る第１および第
２の光学パターン検出手段と、前記第１の光学パターン
検出手段から出力される第１の検出信号および前記第２
の光学パターン検出手段から出力される第２の検出信号
を受け取り、これらの検出信号に基づき、必要ビット数
のアブソリュート信号群を生成して出力するレゾルバ・
デジタル変換手段とを有する構成を採用すると共に、前
記アブソリュート信号生成用の光学パターンとして、前
記回転円板の回転中心からの距離が当該回転円板の回転
角に応じて変化する曲線形状を採用している。
めに、本発明の光学式アブソリュートエンコーダは、回
転円板と、この回転円板に形成した光学的に検出可能な
アブソリュート信号生成用の光学パターンと、前記回転
円板の回転方向に向けて９０度の角度を開けて配置さ
れ、前記光学パターンを光学的に読み取る第１および第
２の光学パターン検出手段と、前記第１の光学パターン
検出手段から出力される第１の検出信号および前記第２
の光学パターン検出手段から出力される第２の検出信号
を受け取り、これらの検出信号に基づき、必要ビット数
のアブソリュート信号群を生成して出力するレゾルバ・
デジタル変換手段とを有する構成を採用すると共に、前
記アブソリュート信号生成用の光学パターンとして、前
記回転円板の回転中心からの距離が当該回転円板の回転
角に応じて変化する曲線形状を採用している。
【０００６】ここで、インクリメンタル信号を出力でき
るようにするためには、前記回転円板に、当該回転円板
の回転中心と同心状に形成されたインクリメンタル信号
生成用の光学パターンを形成すると共に、当該インクリ
メンタル信号生成用の光学パターンを光学的に読み取る
第３の光学パターン検出手段を配置した構成を採用すれ
ばよい。
るようにするためには、前記回転円板に、当該回転円板
の回転中心と同心状に形成されたインクリメンタル信号
生成用の光学パターンを形成すると共に、当該インクリ
メンタル信号生成用の光学パターンを光学的に読み取る
第３の光学パターン検出手段を配置した構成を採用すれ
ばよい。
【０００７】この代わりに、前記レゾルバ・デジタル変
換手段において、前記第１および第２の検出信号に基づ
き、インクリメンタル信号を生成して出力するように構
成してもよい。
換手段において、前記第１および第２の検出信号に基づ
き、インクリメンタル信号を生成して出力するように構
成してもよい。
【０００８】前記の第１および第２の光学パターン検出
手段としては、光源と、この光源から出射されて前記光
学パターンを経由した光を受光する一次元位置検出素子
を採用して、当該位置検出素子の受光面が前記アブソリ
ュート信号生成用の光学パターンに対して少なくとも一
か所で交差するように、当該位置検出素子を配置すれば
よい。この場合に、当該位置検出素子の両端からの出力
信号を相互に加算して、この加算信号によって前記光源
の強度が当該加算信号が一定値となるように制御すると
共に、当該位置検出素子の一端からの出力を前記検出信
号として用いるようにすることが望ましい。
手段としては、光源と、この光源から出射されて前記光
学パターンを経由した光を受光する一次元位置検出素子
を採用して、当該位置検出素子の受光面が前記アブソリ
ュート信号生成用の光学パターンに対して少なくとも一
か所で交差するように、当該位置検出素子を配置すれば
よい。この場合に、当該位置検出素子の両端からの出力
信号を相互に加算して、この加算信号によって前記光源
の強度が当該加算信号が一定値となるように制御すると
共に、当該位置検出素子の一端からの出力を前記検出信
号として用いるようにすることが望ましい。
【０００９】一方、前記アブソリュート信号生成用の光
学パターンとしては、回転円板の回転角をφ、最長半径
をＡ、最短半径をＢとすると、半径ｒが、 ｒ＝（Ａ＋Ｂ）／２ − ｛（Ａ−Ｂ）／２｝ｓｉｎφ に従って変化する曲線を採用することが望ましい。
学パターンとしては、回転円板の回転角をφ、最長半径
をＡ、最短半径をＢとすると、半径ｒが、 ｒ＝（Ａ＋Ｂ）／２ − ｛（Ａ−Ｂ）／２｝ｓｉｎφ に従って変化する曲線を採用することが望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００１１】図１には、本例の光学式アブソリュートエ
ンコーダの全体構成を示してある。
ンコーダの全体構成を示してある。
【００１２】光学式アブソリュートエンコーダ１は、モ
ータ等の回転機の回転軸２に固着した回転円板３を備え
ている。この回転円板３には、光学的に検出可能な光学
パターンが形成されている。本例では、内側にはアブソ
リュート信号生成用の光学パターン４が形成され、外側
にはインクリメンタル信号生成用の光学パターン５が形
成されている。
ータ等の回転機の回転軸２に固着した回転円板３を備え
ている。この回転円板３には、光学的に検出可能な光学
パターンが形成されている。本例では、内側にはアブソ
リュート信号生成用の光学パターン４が形成され、外側
にはインクリメンタル信号生成用の光学パターン５が形
成されている。
【００１３】アブソリュート信号生成用の光学パターン
４を検出するために、回転円板３の回転方向に向けて９
０度の角度間隔で、第１および第２の光学センサ６、７
が配置されている。これらのセンサは、発光素子と、こ
こからの出射光を光学パターン４を経由した後に受光す
る受光素子とを有し、受光素子として一次元半導体位置
検出素子を採用している。これらのセンサ６、７の構成
については後述する。
４を検出するために、回転円板３の回転方向に向けて９
０度の角度間隔で、第１および第２の光学センサ６、７
が配置されている。これらのセンサは、発光素子と、こ
こからの出射光を光学パターン４を経由した後に受光す
る受光素子とを有し、受光素子として一次元半導体位置
検出素子を採用している。これらのセンサ６、７の構成
については後述する。
【００１４】一方、インクリメンタル信号生成用の光学
パターン５は、一般的に使用されている光学式エンコー
ダにおいて採用されているＡ相スリット群およびＢ相ス
リット群から構成されている。これらのスリットパター
ンを検出するために、第３の光学センサ８が配置されて
おり、このセンサとしては、一般的に使用されているホ
ドダイオードおよびホトトランジスタの組み合わせから
なるものを採用している。
パターン５は、一般的に使用されている光学式エンコー
ダにおいて採用されているＡ相スリット群およびＢ相ス
リット群から構成されている。これらのスリットパター
ンを検出するために、第３の光学センサ８が配置されて
おり、このセンサとしては、一般的に使用されているホ
ドダイオードおよびホトトランジスタの組み合わせから
なるものを採用している。
【００１５】第１および第２の光学センサ６、７はそれ
ぞれセンサ制御回路１１、１２に接続されており、これ
らのセンサ制御回路１１、１２によって、光学センサ
６、７の光源の強度のフィードバック制御動作、検出信
号の波形整形および増幅等の信号処理が施される。これ
らのセンサ制御回路１１、１２について後述する。一
方、第３の光学センサ８の検出信号は信号処理回路１３
を経由して、増幅および波形整形等の信号処理が施され
る。
ぞれセンサ制御回路１１、１２に接続されており、これ
らのセンサ制御回路１１、１２によって、光学センサ
６、７の光源の強度のフィードバック制御動作、検出信
号の波形整形および増幅等の信号処理が施される。これ
らのセンサ制御回路１１、１２について後述する。一
方、第３の光学センサ８の検出信号は信号処理回路１３
を経由して、増幅および波形整形等の信号処理が施され
る。
【００１６】２０はレゾルバ・デジタルコンバータであ
り、上記の第１、第２および第３の光学センサ６、７、
８の検出信号が、それぞれ、制御回路１１、１２および
信号処理回路１３を経由した後に、このコンバータ２０
に入力される。コンバータ２０では、第１および第２の
光学センサ６、７からの検出信号６Ｓ、７Ｓにデジタル
化処理を施すことにより、ｎビット分のアブソリュート
信号群Ｓ（ｎ）を生成して、出力する（ｎは正の整数で
ある。）。また、第３の光学センサ８からの検出信号８
Ｓ（Ａ相、Ｂ相信号）を、インクリメンタル信号Ａ、Ｂ
として出力するようになっている。
り、上記の第１、第２および第３の光学センサ６、７、
８の検出信号が、それぞれ、制御回路１１、１２および
信号処理回路１３を経由した後に、このコンバータ２０
に入力される。コンバータ２０では、第１および第２の
光学センサ６、７からの検出信号６Ｓ、７Ｓにデジタル
化処理を施すことにより、ｎビット分のアブソリュート
信号群Ｓ（ｎ）を生成して、出力する（ｎは正の整数で
ある。）。また、第３の光学センサ８からの検出信号８
Ｓ（Ａ相、Ｂ相信号）を、インクリメンタル信号Ａ、Ｂ
として出力するようになっている。
【００１７】図２（Ａ）には、上記の第１の光学センサ
６および、このセンサに接続されたセンサ制御回路１１
の部分の構成を示してある。第２の光学センサ７および
センサ制御回路１２の部分も同様な構成であるので、こ
れらの説明および図示は省略してある。
６および、このセンサに接続されたセンサ制御回路１１
の部分の構成を示してある。第２の光学センサ７および
センサ制御回路１２の部分も同様な構成であるので、こ
れらの説明および図示は省略してある。
【００１８】第１の光学センサ６は、光源６１と、一次
元半導体位置検出素子６２を備えており、これらは、回
転円板３に形成されたアブソリュート信号検出用の光学
パターン４を挟み、対向配置されている。
元半導体位置検出素子６２を備えており、これらは、回
転円板３に形成されたアブソリュート信号検出用の光学
パターン４を挟み、対向配置されている。
【００１９】図２（Ｂ）を参照して一次元半導体位置検
出素子６２について説明する。表面のＰ型半導体層６５
と中間のＩ型（真生）半導体層６６と表面のＮ型半導体
層６７から構成されており、その受光面６５ａは細長い
矩形形状をしている。この位置検出素子６２において、
裏面の層６７に電流Ｉ（０）を供給し、光を図示のよう
に端子６９から距離ｘの点に入力すると、受光面の長手
方向の一方の側の端子６８から電流Ｉ（１）が出力さ
れ、他方の端子６９から電流Ｉ（２）が出力される。端
子６８から端子６９までの長さをＬとすると、電流Ｉ
（１）は Ｉ（１）＝Ｉ（０）・ｘ／Ｌ として出力され、Ｉ（１）がｘ点の位置を示す信号とな
る。なお、Ｉ（ｚ）は Ｉ（ｚ）＝｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝・Ｉ（０） となり、Ｉ（ｚ）もｘ点の位置を示す信号であることは
言うまでもない。
出素子６２について説明する。表面のＰ型半導体層６５
と中間のＩ型（真生）半導体層６６と表面のＮ型半導体
層６７から構成されており、その受光面６５ａは細長い
矩形形状をしている。この位置検出素子６２において、
裏面の層６７に電流Ｉ（０）を供給し、光を図示のよう
に端子６９から距離ｘの点に入力すると、受光面の長手
方向の一方の側の端子６８から電流Ｉ（１）が出力さ
れ、他方の端子６９から電流Ｉ（２）が出力される。端
子６８から端子６９までの長さをＬとすると、電流Ｉ
（１）は Ｉ（１）＝Ｉ（０）・ｘ／Ｌ として出力され、Ｉ（１）がｘ点の位置を示す信号とな
る。なお、Ｉ（ｚ）は Ｉ（ｚ）＝｛（Ｌ−ｘ）／Ｌ｝・Ｉ（０） となり、Ｉ（ｚ）もｘ点の位置を示す信号であることは
言うまでもない。
【００２０】再び、図２（Ａ）を参照すると、一次元位
置検出素子６３の上面には当該素子の光入力部に光を集
中させるためのスリット板７０が固定されている。これ
は、検出素子６３への光の集中を図ると共に外光からの
影響を少なくするためのに設置してある。
置検出素子６３の上面には当該素子の光入力部に光を集
中させるためのスリット板７０が固定されている。これ
は、検出素子６３への光の集中を図ると共に外光からの
影響を少なくするためのに設置してある。
【００２１】次に、図３を参照して回転円板３形成した
光学パターン４について説明する。
光学パターン４について説明する。
【００２２】図３（Ａ）に示すように、この回転円板３
にはアブソリュート信号生成用の光学パターン４として
光透過用の帯が円に近い形状で設けられている。この帯
は、円の近似曲線ではあるが、その半径ｒが回転円板の
回転角φに従って変化している。図示のように、最長半
径をＡ、最短半径をＢとすると、半径ｒは次の式にした
がって変化している。
にはアブソリュート信号生成用の光学パターン４として
光透過用の帯が円に近い形状で設けられている。この帯
は、円の近似曲線ではあるが、その半径ｒが回転円板の
回転角φに従って変化している。図示のように、最長半
径をＡ、最短半径をＢとすると、半径ｒは次の式にした
がって変化している。
【００２３】 ｒ＝（Ａ＋Ｂ）／２ − ｛（Ａ−Ｂ）／２｝ｓｉｎφ この回転円板３の光学パターン４としての光透過用の帯
に対して、一次元位置検出素子６３は、その受光面６５
ａが当該帯と交差するように配置され、しかも当該受光
面６５ａの長手方向の長さは帯の動径ｒの変化幅を包含
できる寸法に設定されている。
に対して、一次元位置検出素子６３は、その受光面６５
ａが当該帯と交差するように配置され、しかも当該受光
面６５ａの長手方向の長さは帯の動径ｒの変化幅を包含
できる寸法に設定されている。
【００２４】なお、本例では、同一構成の第１および第
２の光学センサ６、７が、回転円板３の帯（光学パター
ン４）に対して、回転円板の回転方向に向けて９０度離
れた位置に配置されている。この結果、９０度の位相が
ずれた２つの検出信号６Ｓ、７Ｓを得ることができ、こ
れらをレゾルバ（単相）出力として利用できる。
２の光学センサ６、７が、回転円板３の帯（光学パター
ン４）に対して、回転円板の回転方向に向けて９０度離
れた位置に配置されている。この結果、９０度の位相が
ずれた２つの検出信号６Ｓ、７Ｓを得ることができ、こ
れらをレゾルバ（単相）出力として利用できる。
【００２５】図３（Ｂ）は図３（Ａ）における矢印Ｄの
側から見た場合の部分側面図であり、光源６１と位置検
出素子６３の位置関係を示してある。また、図３（Ｃ）
は、回転円板３を回転したときに光透過位置の移動を示
す図である。
側から見た場合の部分側面図であり、光源６１と位置検
出素子６３の位置関係を示してある。また、図３（Ｃ）
は、回転円板３を回転したときに光透過位置の移動を示
す図である。
【００２６】再び、図２（Ａ）を参照すると、位置検出
素子６３には、その両端からの位置信号Ｉ（１）、Ｉ
（２）を受けてこれらを増幅する増幅器７４、７５が設
けられており、これらの出力は加算器７６において加算
され、その和信号が光源６１を駆動する増幅器７７に入
力されている。この増幅器７７は、光源６１の強度を制
御しており、本例においては、入力となる和信号が常に
一定になるように光源６１の強度を制御している。この
ようにすることにより、和が一定値となり、除算におけ
る除数が一定値となるので除算の必要性が無くなる。
素子６３には、その両端からの位置信号Ｉ（１）、Ｉ
（２）を受けてこれらを増幅する増幅器７４、７５が設
けられており、これらの出力は加算器７６において加算
され、その和信号が光源６１を駆動する増幅器７７に入
力されている。この増幅器７７は、光源６１の強度を制
御しており、本例においては、入力となる和信号が常に
一定になるように光源６１の強度を制御している。この
ようにすることにより、和が一定値となり、除算におけ
る除数が一定値となるので除算の必要性が無くなる。
【００２７】図４には増幅器７５からの出力を示してあ
る。この図において、信号６Ｓは第１の光センサ６を構
成している一次元位置検出素子６３から得られる検出信
号であり、信号７Ｓは、他方の第２の光センサ７を構成
している一次元位置検出素子から得られる検出信号であ
る。検出信号６Ｓは他方の検出信号７Ｓに対して９０度
位相が進んでいるのが分かる。
る。この図において、信号６Ｓは第１の光センサ６を構
成している一次元位置検出素子６３から得られる検出信
号であり、信号７Ｓは、他方の第２の光センサ７を構成
している一次元位置検出素子から得られる検出信号であ
る。検出信号６Ｓは他方の検出信号７Ｓに対して９０度
位相が進んでいるのが分かる。
【００２８】増幅器７５からの出力信号６Ｓは、レゾル
バ・デジタルコンバータ２０に供給される。
バ・デジタルコンバータ２０に供給される。
【００２９】（他の実施形態）以上の説明においては、
インクリメンタル信号Ａ、Ｂを生成するために、回転円
板の外周に沿って、Ａ相およびＢ相のスリット群を形成
して、これらを光学センサによって読み取るようにして
いる。このようにする代わりに、レゾルバ・デジタルコ
ンバータにおいて、アブソリュート信号６Ｓおよび７Ｓ
を用いて、インクリメンタル信号を生成して、出力する
ようにしてもよい。
インクリメンタル信号Ａ、Ｂを生成するために、回転円
板の外周に沿って、Ａ相およびＢ相のスリット群を形成
して、これらを光学センサによって読み取るようにして
いる。このようにする代わりに、レゾルバ・デジタルコ
ンバータにおいて、アブソリュート信号６Ｓおよび７Ｓ
を用いて、インクリメンタル信号を生成して、出力する
ようにしてもよい。
【００３０】また、上記の回転円板には、光学パターン
として光が透過する帯を形成してあるが、この代わり
に、光を反射する反射膜からなる帯を採用してもよい。
この場合には、回転円板に対して、光学センサを構成す
る発光素子および受光素子が同一の側に位置する構成と
なる。
として光が透過する帯を形成してあるが、この代わり
に、光を反射する反射膜からなる帯を採用してもよい。
この場合には、回転円板に対して、光学センサを構成す
る発光素子および受光素子が同一の側に位置する構成と
なる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、回転円板に当該回転円板の回転角度に応じて半径が
変動する円に近似した曲線からなる光学的に検出可能な
光学パターンを形成し、これを、回転円板の回転方向に
向けて９０度の角度離れた位置に配置した第１および第
２の光学センサによって検出することにより、９０度位
相のずれた信号を生成し、これらの２つの信号に基づ
き、レゾルバ・デジタルコンバータにおいて必要ビッド
数のアブソリュート信号群を生成して出力するようにし
ている。したがって、本発明によれば、従来のように必
要ビット数に対応する本数の光学的に検出可能なトラッ
クを回転円板に形成し、各トラックを検出するための光
学センサをトラック数に対応した個数配置しなければな
らない構成に比べて、簡単な構成となり、しかも廉価に
製造することができる。
は、回転円板に当該回転円板の回転角度に応じて半径が
変動する円に近似した曲線からなる光学的に検出可能な
光学パターンを形成し、これを、回転円板の回転方向に
向けて９０度の角度離れた位置に配置した第１および第
２の光学センサによって検出することにより、９０度位
相のずれた信号を生成し、これらの２つの信号に基づ
き、レゾルバ・デジタルコンバータにおいて必要ビッド
数のアブソリュート信号群を生成して出力するようにし
ている。したがって、本発明によれば、従来のように必
要ビット数に対応する本数の光学的に検出可能なトラッ
クを回転円板に形成し、各トラックを検出するための光
学センサをトラック数に対応した個数配置しなければな
らない構成に比べて、簡単な構成となり、しかも廉価に
製造することができる。
【図１】本発明を適用した光学式アブソリュートエンコ
ーダの全体構成を示す概略構成図である。
ーダの全体構成を示す概略構成図である。
【図２】（Ａ）は図１のエンコーダに用いたセンサ制御
回路の回路図、（Ｂ）は位置検出素子の原理を示す説明
図である。
回路の回路図、（Ｂ）は位置検出素子の原理を示す説明
図である。
【図３】（Ａ）は回転円板に形成したアブソリュート信
号生成用の光学パターンを示す図、（Ｂ）は（Ａ）の矢
印Ｄの方向から見た部分側面図、（Ｃ）は回転円板の回
転に伴う半導体位置検出素子の受光面に対する光学パタ
ーンの移動を示す説明図である。
号生成用の光学パターンを示す図、（Ｂ）は（Ａ）の矢
印Ｄの方向から見た部分側面図、（Ｃ）は回転円板の回
転に伴う半導体位置検出素子の受光面に対する光学パタ
ーンの移動を示す説明図である。
【図４】アブソリュート信号生成用の光学センサによっ
て得られる信号波形を示す信号波形図である。
て得られる信号波形を示す信号波形図である。
１ 光学式アブソリュートエンコーダ ２ 回転軸 ３ 回転円板 ４ アブソリュート信号生成用の光学パターン ５ インクリメンタル信号生成用の光学パターン ６ 第１の光学センサ ７ 第２の光学センサ ８ 第３の光学センサ １１、１２ センサ制御回路 １３ 信号処理回路 ２０ レゾルバ・デジタルコンバータ ６Ｓ、７Ｓ 検出信号 Ａ、Ｂ 信号
Claims (5)
- 【請求項１】 回転円板と、この回転円板に形成した光
学的に検出可能なアブソリュート信号生成用の光学パタ
ーンと、前記回転円板の回転方向に向けて９０度の角度
を開けて配置され、前記光学パターンを光学的に読み取
る第１および第２の光学パターン検出手段と、前記第１
の光学パターン検出手段から出力される第１の検出信号
および前記第２の光学パターン検出手段から出力される
第２の検出信号を受け取り、これらの検出信号に基づ
き、必要ビット数のアブソリュート信号群を生成して出
力するレゾルバ・デジタル変換手段とを有し、前記アブ
ソリュート信号生成用の光学パターンは、前記回転円板
の回転中心からの距離が当該回転円板の回転角に応じて
変化する曲線形状をしていることを特徴とする光学式ア
ブソリュートエンコーダ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記回転円板には、
当該回転円板の回転中心と同心状に形成されたインクリ
メンタル信号生成用の光学パターンが形成されており、
更に、当該インクリメンタル信号生成用の光学パターン
を光学的に読み取る第３の光学パターン検出手段を有し
ていることを特徴とする光学式アブソリュートエンコー
ダ。 - 【請求項３】 請求項１において、前記レゾルバ・デジ
タル変換手段は、前記第１および第２の検出信号に基づ
き、インクリメンタル信号を生成して出力するように構
成されていることを特徴とする光学式アブソリュートエ
ンコーダ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のうちの何れかの項に
おいて、前記第１および第２の光学パターン検出手段
は、光源と、この光源から出射されて前記光学パターン
を経由した光を受光する一次元位置検出素子とを備えて
おり、当該位置検出素子の受光面は前記アブソリュート
信号生成用の光学パターンに対して少なくとも一か所で
交差するように配置され、当該位置検出素子の両端から
の出力信号が相互に加算され、この加算信号によって前
記光源の強度が当該加算信号が一定値となるように制御
されると共に、当該位置検出素子の一端からの出力を前
記検出信号として用いることを特徴とする光学式アブソ
リュートエンコーダ。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のうちの何れかの項に
おいて、前記アブソリュート信号生成用の光学パターン
は、回転円板の回転角をφ、最長半径をＡ、最短半径を
Ｂとすると、半径ｒが、 ｒ＝（Ａ＋Ｂ）／２ − ｛（Ａ−Ｂ）／２｝ｓｉｎφ にしたがって変化する曲線であることを特徴とする光学
式アブソリュートエンコーダ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25169395A JPH0996544A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光学式アブソリュートエンコーダ |
| DE1996139971 DE19639971A1 (de) | 1995-09-29 | 1996-09-27 | Optischer Absolutwertcodierer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25169395A JPH0996544A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光学式アブソリュートエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996544A true JPH0996544A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17226613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25169395A Pending JPH0996544A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 光学式アブソリュートエンコーダ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996544A (ja) |
| DE (1) | DE19639971A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1318822C (zh) * | 2004-03-03 | 2007-05-30 | 郝双晖<Del/> | 码盘 |
| CN100451558C (zh) * | 2006-11-10 | 2009-01-14 | 重庆工学院 | 一种绝对式角位移传感器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19813318A1 (de) * | 1998-03-26 | 1999-09-30 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Erfassen der Winkelstellung eines um eine Drehachse dreh- oder schwenkbaren Elements, insbesondere einer Drosselklappe oder Drosselklappenwelle |
| DE10222502B4 (de) * | 2002-05-22 | 2006-03-16 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zum Detektieren einer Position eines rotierbaren Körpers |
| DE102021125961B4 (de) | 2021-10-06 | 2023-08-10 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Vorrichtung zur Erfassung einer Winkelstellung eines Motors sowie Motor |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25169395A patent/JPH0996544A/ja active Pending
-
1996
- 1996-09-27 DE DE1996139971 patent/DE19639971A1/de not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1318822C (zh) * | 2004-03-03 | 2007-05-30 | 郝双晖<Del/> | 码盘 |
| CN100451558C (zh) * | 2006-11-10 | 2009-01-14 | 重庆工学院 | 一种绝对式角位移传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19639971A1 (de) | 1997-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4621256A (en) | Apparatus for measuring rate of angular displacement | |
| US6355927B1 (en) | Interpolation methods and circuits for increasing the resolution of optical encoders | |
| EP1577645B1 (en) | Optical encoder | |
| US6175109B1 (en) | Encoder for providing incremental and absolute position data | |
| US8772705B2 (en) | Interpolation circuitry for optical encoders | |
| CN110736486A (zh) | 一种紧凑型双冗余绝对式编码器 | |
| JP2008083019A (ja) | 光電式エンコーダおよびそれを用いた電子機器 | |
| JPH11183201A (ja) | エンコーダ | |
| JPS60260812A (ja) | デイジタル制御装置 | |
| JPH0996544A (ja) | 光学式アブソリュートエンコーダ | |
| JPH09145408A (ja) | エンコーダ装置 | |
| JP6842680B2 (ja) | エンコーダ、サーボモータ、サーボシステム | |
| US6759647B2 (en) | Projection encoder | |
| JP4900140B2 (ja) | 光学式エンコーダ | |
| US4670750A (en) | Photoelectric impulse transmitter | |
| JP3326658B2 (ja) | アブソリュートエンコーダ | |
| JP2009210374A (ja) | エンコーダ及び受光ユニット | |
| JP2007155635A (ja) | ロータリエンコーダ | |
| JPH06235646A (ja) | 回転角検知装置 | |
| JPH0861990A (ja) | エンコーダ | |
| JPS62175613A (ja) | アブソリユ−トエンコ−ダ | |
| JPH01182721A (ja) | インクリメンタル形エンコーダ | |
| JPH0723692Y2 (ja) | 光学式エンコーダのインデックス信号発生装置 | |
| JP2008261786A (ja) | 絶対角検出装置 | |
| JPS618619A (ja) | 光学式エンコ−ダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040810 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |