JPH10221120A - Optical encoder apparatus - Google Patents

Optical encoder apparatus

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Publication number
JPH10221120A
JPH10221120A JP3834397A JP3834397A JPH10221120A JP H10221120 A JPH10221120 A JP H10221120A JP 3834397 A JP3834397 A JP 3834397A JP 3834397 A JP3834397 A JP 3834397A JP H10221120 A JPH10221120 A JP H10221120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slit
light
slits
moving
fixed
Prior art date
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Pending
Application number
JP3834397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Arinaga
雄司 有永
Takashi Nagase
喬 長瀬
Kouji Suzuki
嚆二 鈴木
Koji Nakajima
耕二 中嶋
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP3834397A priority Critical patent/JPH10221120A/en
Publication of JPH10221120A publication Critical patent/JPH10221120A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical encoder apparatus which completely prevents light as a noise from entering a light-receiving element, whose S/N is high and whose reliability is high. SOLUTION: An encoder apparatus is provided with a moving slit 1 in which first slits 11 are formed, with a fixed slit 2 which is arranged, via a gap, between a light source 4 used to radiate diffusion light and the moving slit 1 and which is composed of second slits 21 fulfilling the role of light-source slits and that of idex slits and of a plurality of third slits 22 in which the phase of slit pitches is deviated from each other by 90 deg.C and with light-receiving elements 3 by which reflected light from the first slits on the moving slit 1 is detected via the third slits 22 on the fixed slit 2 in such a way that the diffusion light radiated from the light source 4 is transmitted through the second slits 21 on the fixed slit 2 so as to irradiate the moving slit 1. The relative displacement and the angle of both the moving alit and the fixed slit are detected on the basis of a cyclic change in output detection signals of the light- receiving elements 3. In this case, a light isolating body 6 is installed around the second slits 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学式エンコーダ装
置に関する。
The present invention relates to an optical encoder device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例として実開平2−67219が開
示されている。これはノイズとなる光をほぼ完全に遮断
してSN比の十分に高い信号を得るために図4に示すよ
うな構成をとったものである。以下にこの従来例を簡単
に説明する。図4において、相対移動する一方の部材に
固定されるピッチP1 の第1格子11が図の上側面に形
成された反射型の第1スケールとしてのガラス製メイン
スケール100と、相対移動する他方の部材に固定され
る、平行光線化されていない照明光を射出する光源4、
前記光源4からの照明光を一部遮断して前記第1格子1
1を照明するためのピッチP2 の第2格子21と該第2
および第1格子21、11によって制限された照明光を
さらに制限するための前記第2格子21と独立したピッ
チP3 の第3格子22とが前記第2格子21を挟むよう
に上側面の両側に形成されたガラス製の第2スケール2
00、および前記第1〜第3格子11、21、22によ
って制限された照明光を検出するための受光素子3とを
含んだ構成となっている。この構成において第2と第3
格子21、22を第2スケール2の光源4、受光素子3
側表面に形成するとともに前記光源4と受光素子3の間
および受光素子3の周囲に第2スケール2以外の方向か
らの光を遮断する光絶縁体6を設け、該光絶縁体6と前
記第2スケール2の第2および第3格子21、22形成
面を密着させている。前記光絶縁体6は例えばゴム製
で、第2スケール2との隙間は例えば0.2mm以下と
されている。また前記第2格子21および第3格子22
は図5に詳しく示されるように複数の線光源を形成する
ためのピッチP2 の第2格子21が前記第2スケール2
の中央に円形に形成され、その両側に方向弁別および電
気的に検出信号を分割するための、位相が互いに90度
ずつずれたピッチP3 のA+相、B+相、A−相、B−
相の4つの第3格子22a〜22dが長方形に形成され
ており、図に示すように光源および受光素子の周りに光
絶縁体6が形成されていた。
2. Description of the Related Art As a conventional example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-67219 is disclosed. This is a configuration as shown in FIG. 4 in order to almost completely block noise light and obtain a signal having a sufficiently high SN ratio. Hereinafter, this conventional example will be briefly described. 4, while the first grating 11 of pitch P 1 that is fixed to one of the members relative movement between glass main scale 100 as a first scale reflective formed on the side surface top of the Figure, the relative movement A light source 4 that emits illumination light that is not converted into parallel rays,
A part of the illumination light from the light source 4 is blocked and the first grating 1
The second grating 21 of pitch P 2 for illuminating a 1 and the second
And the second grating 21 for further limiting the illumination light limited by the first gratings 21 and 11 and the third grating 22 having a pitch P 3 independent of both sides of the upper surface so as to sandwich the second grating 21. Second scale 2 made of glass formed on
00 and a light receiving element 3 for detecting the illumination light limited by the first to third gratings 11, 21, and 22. In this configuration, the second and third
The gratings 21 and 22 are used as the light source 4 and the light receiving element 3
An optical insulator 6 formed on the side surface and intercepting light from directions other than the second scale 2 is provided between the light source 4 and the light receiving element 3 and around the light receiving element 3. The surfaces of the two scales 2 on which the second and third gratings 21 and 22 are formed are brought into close contact with each other. The optical insulator 6 is made of, for example, rubber, and a gap between the optical insulator 6 and the second scale 2 is, for example, 0.2 mm or less. The second grating 21 and the third grating 22
As shown in detail in FIG. 5, a second grating 21 having a pitch P 2 for forming a plurality of line light sources is provided on the second scale 2.
Center is formed in a circular, for dividing the direction discrimination and electrically detecting signals on both sides, the pitch P 3 of the A + phase whose phases are shifted by 90 degrees from each other, B + phase, A- phase, B-
Four third gratings 22a to 22d of the phase were formed in a rectangular shape, and the optical insulator 6 was formed around the light source and the light receiving element as shown in the figure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来例のように光源4
と受光素子3を同一面側に配置した反射型の構成では、
ノイズとなる光のほとんどは、光源から出射した光線が
第2スケール200を反射し受光素子に到達する光であ
る。従来例では光絶縁体を光源と受光素子の周りに設け
て第2スケール200を取り付けているので第2スケー
ル200と光絶縁体6の間に隙間が開きやすく光源4か
ら出射した光線が第2スケール200を反射するノイズ
となる光が漏れて受光素子へ入りS/N比が悪くなると
いう問題点があった。そこで本発明は、ノイズとなる光
が受光素子に入るのを完全に防止し、S/N比が高く信
頼性の高い、光学式エンコーダ装置を提供することを目
的とする。
The light source 4 as in the conventional example
And the light-receiving element 3 are arranged on the same surface side in a reflection type configuration,
Most of the noise light is light that is emitted from the light source and reflected by the second scale 200 and reaches the light receiving element. In the conventional example, since the optical scale is provided around the light source and the light receiving element and the second scale 200 is attached, a gap is easily opened between the second scale 200 and the optical insulator 6, and the light emitted from the light source 4 becomes the second scale. There is a problem that light serving as noise reflected by the scale 200 leaks into the light receiving element and the S / N ratio is deteriorated. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical encoder device that completely prevents light that becomes noise from entering a light receiving element and has a high S / N ratio and high reliability.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、相対的に移動する一方の部材に固定さ
れ、移動方向に複数の格子を持つ第1スリットが形成さ
れる移動スリットと、相対的に移動する他方の部材に固
定され、拡散光を射出する光源と移動スリットとの間に
空隙を介して配置され、それぞれ光源スリットとインデ
ックススリットの役割を果たす第2スリット、スリット
ピッチの位相が互いに90度ずれた複数の第3スリット
からなる固定スリットと、前記光源から放射された拡散
光が前記固定スリット上の第2スリットを透過し、前記
移動スリットを照射し、前記移動スリット上の第1スリ
ットからの反射光を前記固定スリット上の第3スリット
を介して検出する受光素子とを備え、前記受光素子出力
の検出信号の周期的な変動から前記両部材の相対的変位
および角度を検出するようにした光学式エンコーダにお
いて、前記第2スリットの周りに光絶縁体を設けたもの
である。また、光絶縁体を、前記第2スリットと少なく
とも一つ以上の前記第3スリットの周りに設けたもので
ある。また、前記光絶縁体が、エッチングまたはスパッ
タリングまたは蒸着により形成されたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a moving slit in which a first slit having a plurality of grids is formed in a moving direction and fixed to one member which moves relatively. And a second slit, which is fixed to the other member that moves relatively and is disposed via a gap between the light source that emits diffused light and the moving slit, and serves as a light source slit and an index slit, respectively. And a diffused light emitted from the light source passes through a second slit on the fixed slit, irradiates the movable slit, and illuminates the movable slit. A light receiving element for detecting reflected light from the first slit above via a third slit on the fixed slit, and periodically detecting a detection signal output from the light receiving element. In optical encoder so as to detect the relative displacement and the angle of the two members from the variation, it is provided with a light insulator around the second slit. Further, an optical insulator is provided around the second slit and at least one or more of the third slits. Further, the optical insulator is formed by etching, sputtering or vapor deposition.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明の実施例1の構成図であ
る。図において1は移動スリット、2は固定スリット、
3は受光素子、4は拡散光源、5は受光素子をマウント
する基板、6は光絶縁体である。前記移動スリット1上
には第1スリットがクロムやアルミ等を蒸着して形成さ
れている。また前記固定スリット2上には線光源列を形
成する第2スリット21と相対移動量に関係した光量変
化を引き起こす、インデックススリットの役割を有する
第3スリット22がクロム蒸着等により形成されてい
る。第3スリット22は、スリットピッチの位相が互い
に90度ずつずれたスリット22a,22b,22c,
22dから構成される。また受光素子3はフォトダイオ
ードチップ等のチップ部品で構成され、エポキシ樹脂等
の材料で構成された、配線がパターン化されている基板
上に配置され、銅線31で基板5に信号を出力する構成
となっている。拡散光源4から出射した光線41は第2
スリット21を透過し前記移動スリット1上の第1スリ
ット11を反射して前記固定スリット2上の第3スリッ
ト22を透過して受光素子3に入射する構成である。前
記光絶縁体6は、光源4から出射した光線41が第2ス
ケール2を反射して受光素子に到達しないようにするた
め、第2スリットの周りに第2及び第3スリットにかか
らないよう接着材等で固定スリットに取り付けられるも
のである。この光絶縁体6の材質は光を透過しないもの
であれば何でもよく、プラスティック、樹脂、ゴム等の
材質のもので構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1 is a moving slit, 2 is a fixed slit,
Reference numeral 3 denotes a light receiving element, 4 denotes a diffusion light source, 5 denotes a substrate on which the light receiving element is mounted, and 6 denotes an optical insulator. A first slit is formed on the moving slit 1 by depositing chromium, aluminum, or the like. On the fixed slit 2, a second slit 21 forming a line light source array and a third slit 22 serving as an index slit which causes a change in the amount of light related to the relative movement amount are formed by chromium vapor deposition or the like. The third slits 22 are slits 22a, 22b, 22c whose slit pitch phases are shifted by 90 degrees from each other.
22d. The light receiving element 3 is formed of a chip component such as a photodiode chip, is disposed on a substrate having a wiring pattern formed of a material such as epoxy resin, and outputs a signal to the substrate 5 with a copper wire 31. It has a configuration. The light beam 41 emitted from the diffusion light source 4 is the second
The light is transmitted through the slit 21, reflected by the first slit 11 on the movable slit 1, transmitted through the third slit 22 on the fixed slit 2, and is incident on the light receiving element 3. In order to prevent the light beam 41 emitted from the light source 4 from being reflected by the second scale 2 and reaching the light receiving element, the optical insulator 6 is provided with an adhesive material so as not to cover the second and third slits around the second slit. It is attached to the fixed slit by the above method. The material of the optical insulator 6 may be any material that does not transmit light, and is made of a material such as plastic, resin, or rubber.

【0006】図2は図1中のA−A線に沿う断面図であ
る。図において、22aはA+相スリット(第3スリッ
ト)、22bはB+相スリット(第3スリット)、22
cはA−相スリット(第3スリット)、22dはB−相
スリット(第3スリット)、23aは原点相スリット
(Z+)、23bは原点相スリット(Z−)が固定スリ
ット2上に形成されている。第2スリット21の周りに
光絶縁体6を固定スリット2のスリット蒸着面側に密着
して取り付けられている。このように多くの第3スリッ
ト22及びそれに対応する受光素子3が多数になる場
合、光絶縁体を第2スリットの周りだけに取り付ける方
法は大変簡単である。次に実施例2について説明する。
図3は第2スリット21と第3スリット22a,22b
に光絶縁体6を設けた実施例2を示す。図において、同
一名称は同一符号を付し重複説明を省略する。これは、
例えばA+相スリット22aを透過した光線がB−相ス
リット22dに到達する場合、B−相ではこの光はノイ
ズとなる。このようなことを避けるために第2スリット
の周りだけでなく第3スリットの周りにも光絶縁体6を
固定スリット上に密着させるものである。また光絶縁体
6は第3スリットの少なくとも一つ以上に設けてもよ
い。また前記光絶縁体6は接着剤等で取り付けるだけで
なく、化学的な処理、例えばエッチングやスパッタリン
グ、蒸着等により形成する事も可能である。また前記移
動スリット1、固定スリット2の材質はガラスだけでな
く金属等でもよい。前記実施例ではリニアエンコーダ、
ロータリエンコーダの両方に適用できることは明らかで
ある。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. In the figure, 22a is an A + phase slit (third slit), 22b is a B + phase slit (third slit), 22
c is an A-phase slit (third slit), 22d is a B-phase slit (third slit), 23a is an origin phase slit (Z +), and 23b is an origin phase slit (Z-) formed on the fixed slit 2. ing. The optical insulator 6 is attached around the second slit 21 in close contact with the slit deposition side of the fixed slit 2. When the number of the third slits 22 and the number of the corresponding light receiving elements 3 are large, the method of attaching the optical insulator only around the second slits is very simple. Next, a second embodiment will be described.
FIG. 3 shows the second slit 21 and the third slits 22a and 22b.
Example 2 in which an optical insulator 6 is provided is shown. In the drawings, the same names are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. this is,
For example, when a light beam transmitted through the A + phase slit 22a reaches the B− phase slit 22d, this light becomes noise in the B− phase. In order to avoid such a situation, the optical insulator 6 is brought into close contact with the fixed slit not only around the second slit but also around the third slit. The optical insulator 6 may be provided on at least one of the third slits. The optical insulator 6 can be formed not only by an adhesive or the like but also by a chemical treatment such as etching, sputtering, or vapor deposition. The material of the moving slit 1 and the fixed slit 2 is not limited to glass, but may be metal or the like. In the above embodiment, a linear encoder,
Obviously, it is applicable to both rotary encoders.

【0007】[0007]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、固定
スリット2と光絶縁体6間に隙間ができることがないの
で、光源4から出射した光線41が第2スケール2を反
射して受光素子に到達しないためS/N比が高く、信頼
性の高い光学式エンコーダ装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, since no gap is formed between the fixed slit 2 and the optical insulator 6, the light rays 41 emitted from the light source 4 are reflected by the second scale 2 and received. Since the S / N ratio does not reach the element, a highly reliable optical encoder device can be provided.

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

【図1】本発明の実施例1の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.

【図3】本発明の実施例2を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】従来例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional example.

【図5】従来例の第2及び第3スリットの配置を示す図FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of second and third slits in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 移動スリット 11 第1スリット 2 固定スリット 21 第2スリット 22 第3スリット 22a A+相スリット 22b B+相スリット 22c A−相スリット 22d B−相スリット 23a 原点相スリット(Z+) 23b 原点相スリット(Z−) 3 受光素子 31 銅線 4 拡散光源 41 光線 5 基板 6 光絶縁体 100 メインスケール 200 第2スケール Reference Signs List 1 moving slit 11 first slit 2 fixed slit 21 second slit 22 third slit 22a A + phase slit 22b B + phase slit 22c A-phase slit 22d B-phase slit 23a origin phase slit (Z +) 23b origin phase slit (Z- 3) light receiving element 31 copper wire 4 diffused light source 41 light beam 5 substrate 6 optical insulator 100 main scale 200 second scale

フロントページの続き (72)発明者 中嶋 耕二 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内Continuation of front page (72) Inventor Koji Nakajima 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-city, Fukuoka Prefecture Inside Yaskawa Electric Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対的に移動する一方の部材に固定さ
れ、移動方向に複数の格子を持つ第1スリットが形成さ
れる移動スリットと、 相対的に移動する他方の部材に固定され、拡散光を射出
する光源と移動スリットとの間に空隙を介して配置さ
れ、それぞれ光源スリットとインデックススリットの役
割を果たす第2スリット、スリットピッチの位相が互い
に90度ずれた複数の第3スリットからなる固定スリッ
トと、 前記光源から放射された拡散光が前記固定スリット上の
第2のスリットを透過し、前記移動スリットを照射し、
前記移動スリット上の第1スリットからの反射光を前記
固定スリット上の第3スリットを介して検出する受光素
子とを備え、前記受光素子出力の検出信号の周期的な変
動から前記両部材の相対的変位および角度を検出するよ
うにした光学式エンコーダにおいて、 前記第2スリットの周りに光絶縁体を設けたことを特徴
とする光学式エンコーダ装置。
1. A moving slit in which a first slit having a plurality of lattices in a moving direction is fixed to one relatively moving member, and a diffused light fixed to the other relatively moving member. A second slit, which is disposed with a gap between a light source for emitting light and a moving slit and serves as a light source slit and an index slit, respectively, and a plurality of third slits in which the phase of the slit pitch is shifted by 90 degrees from each other. A slit, diffused light emitted from the light source passes through a second slit on the fixed slit, irradiates the moving slit,
A light receiving element for detecting reflected light from a first slit on the moving slit via a third slit on the fixed slit; An optical encoder configured to detect a target displacement and an angle, wherein an optical insulator is provided around the second slit.
【請求項2】 光絶縁体を、前記第2スリットと少なく
とも一つ以上の前記第3スリットの周りに設けたもので
ある請求項1記載の光学式エンコーダ装置。
2. The optical encoder device according to claim 1, wherein an optical insulator is provided around said second slit and at least one of said third slits.
【請求項3】 前記光絶縁体が、エッチングまたはスパ
ッタリングまたは蒸着により形成されたことを特徴とす
る請求項1または2記載の光学式エンコーダ装置。
3. The optical encoder device according to claim 1, wherein the optical insulator is formed by etching, sputtering, or vapor deposition.
JP3834397A 1997-02-05 1997-02-05 Optical encoder apparatus Pending JPH10221120A (en)

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JP (1) JPH10221120A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011179938A (en) * 2010-03-01 2011-09-15 Mitsubishi Electric Corp Sensor for optical encoder and optical encoder
WO2014013621A1 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 株式会社安川電機 Optical encoder, motor provided with encoder, and servo system

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