JPH10239108A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
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- JPH10239108A JPH10239108A JP9052498A JP5249897A JPH10239108A JP H10239108 A JPH10239108 A JP H10239108A JP 9052498 A JP9052498 A JP 9052498A JP 5249897 A JP5249897 A JP 5249897A JP H10239108 A JPH10239108 A JP H10239108A
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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
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-
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- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の利用効率に優れ、製造容易な光学式エン
コーダ。 【解決手段】 光学式エンコーダの光学検出部は、光源
部からの静止光束Ｌを複数の可動光束ＭＦに変換するた
めに、基準ピッチＩＰを以て周期的にレンズ要素７１，
７２が配列されるようにプラスチック成形された変換素
子７を備える。静止光束Ｌは変換素子７の内部でＩＰ／
２に絞られ、幅ＩＰ／２の平行光束として出射され受光
部４へ、影部ＳＤを通らずに入射するので、距離ｄに制
約はない。受光部４の基板４１上にはＩＰ／２のピッチ
を以て受光素子４２が配列される。変換素子７に結合さ
れた物体が移動（回転または並進）すると、各レンズ要
素７１，７２の位置が同期的に変化し、可動光束ＭＦで
受光素子４２の配列を走査する。その結果、受光素子４
２へ到達する光量の割合が周期的に変化する。得られた
電気信号は、周知の処理回路で処理される。
コーダ。 【解決手段】 光学式エンコーダの光学検出部は、光源
部からの静止光束Ｌを複数の可動光束ＭＦに変換するた
めに、基準ピッチＩＰを以て周期的にレンズ要素７１，
７２が配列されるようにプラスチック成形された変換素
子７を備える。静止光束Ｌは変換素子７の内部でＩＰ／
２に絞られ、幅ＩＰ／２の平行光束として出射され受光
部４へ、影部ＳＤを通らずに入射するので、距離ｄに制
約はない。受光部４の基板４１上にはＩＰ／２のピッチ
を以て受光素子４２が配列される。変換素子７に結合さ
れた物体が移動（回転または並進）すると、各レンズ要
素７１，７２の位置が同期的に変化し、可動光束ＭＦで
受光素子４２の配列を走査する。その結果、受光素子４
２へ到達する光量の割合が周期的に変化する。得られた
電気信号は、周知の処理回路で処理される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学式エンコーダに
関し、更に詳しく言えば、光学検出部の構造を改良した
光学式エンコーダに関する。本発明は、ロータリ型、リ
ニア型いずれの型の光学式エンコーダにも適用が可能で
ある。
関し、更に詳しく言えば、光学検出部の構造を改良した
光学式エンコーダに関する。本発明は、ロータリ型、リ
ニア型いずれの型の光学式エンコーダにも適用が可能で
ある。
【０００２】
【従来技術】光学式エンコーダは、回転運動あるいは並
進運動を行なう物体の位置や速度を検出するために広く
用いられている。図１は、例えばモータの回転位置や回
転速度を検出するために使用されるロータリ型の光学式
エンコーダを例にとり、光学検出部の概略構造を図式的
に示したものである。
進運動を行なう物体の位置や速度を検出するために広く
用いられている。図１は、例えばモータの回転位置や回
転速度を検出するために使用されるロータリ型の光学式
エンコーダを例にとり、光学検出部の概略構造を図式的
に示したものである。
【０００３】光学検出部は、基本構成要素として、可動
スリット（ここでは回転スリット。リニアエンコーダの
場合は並進移動スリット）１、回転軸２、固定スリット
３、受光部４並びに光源部５を備えている。光源部５に
は、１個または２個以上の発光素子（例えばＬＥＤ）の
他、必要に応じてビーム平行化のためのレンズなどが組
み込まれている。光源部５から出射された光束（静止光
束）Ｌの内、一部が可動スリット１と固定スリット３の
各々に設けられた透光部を順に通過して受光部４で検出
され、残りの殆どは可動スリット１あるいは固定スリッ
ト３の遮光部で阻止される。
スリット（ここでは回転スリット。リニアエンコーダの
場合は並進移動スリット）１、回転軸２、固定スリット
３、受光部４並びに光源部５を備えている。光源部５に
は、１個または２個以上の発光素子（例えばＬＥＤ）の
他、必要に応じてビーム平行化のためのレンズなどが組
み込まれている。光源部５から出射された光束（静止光
束）Ｌの内、一部が可動スリット１と固定スリット３の
各々に設けられた透光部を順に通過して受光部４で検出
され、残りの殆どは可動スリット１あるいは固定スリッ
ト３の遮光部で阻止される。
【０００４】図２は、図１に示した如き従来装置で使用
される可動スリット１、固定スリット３並びに受光部４
の一般的な断面構造を表わしている。同図に示したよう
に、可動スリット１は、光源部５から出射された静止光
束Ｌを、周期的に分布するとともに被検物体（モータの
ロータ軸など）の運動に対応して移動する複数の光束
（以下、「可動光束群」と言う。）に変換する機能を持
つ素子で、透明基板１１の表面（片面または両面）に所
定の基準ピッチＩＰの１／２のピッチを以て遮光部１２
と透光部１３を周期的に形成したものからなる。
される可動スリット１、固定スリット３並びに受光部４
の一般的な断面構造を表わしている。同図に示したよう
に、可動スリット１は、光源部５から出射された静止光
束Ｌを、周期的に分布するとともに被検物体（モータの
ロータ軸など）の運動に対応して移動する複数の光束
（以下、「可動光束群」と言う。）に変換する機能を持
つ素子で、透明基板１１の表面（片面または両面）に所
定の基準ピッチＩＰの１／２のピッチを以て遮光部１２
と透光部１３を周期的に形成したものからなる。
【０００５】透明基板１１には例えばガラス板等の光学
材料が用いられる。遮光部１２及び透光部１３は、透明
基板１１の表面全体にクロム蒸着を行なった後、エッチ
ングによりクロム蒸着膜を選択的に除去することによっ
て形成される。エッチングでクロム蒸着膜が除去された
部分が透光部１３となり、残された部分が遮光部１２と
なる。
材料が用いられる。遮光部１２及び透光部１３は、透明
基板１１の表面全体にクロム蒸着を行なった後、エッチ
ングによりクロム蒸着膜を選択的に除去することによっ
て形成される。エッチングでクロム蒸着膜が除去された
部分が透光部１３となり、残された部分が遮光部１２と
なる。
【０００６】固定スリット３の構造並びに製法は、可動
スリット１と同様である。即ち、透明基板３１の表面
（片面または両面）に可動スリット１と同一の基準ピッ
チＩＰの１／２のピッチを以て遮光部３２と透光部３３
を周期的に形成される。透明基板３１には例えばガラス
板等の光学材料が用いられ、その表面に遮光部３２がク
ロム蒸着膜などで形成される。透光部３３に対応する基
板領域を形成するためにエッチングによるクロム蒸着膜
の選択的除去が利用出来ることも可動スリットの場合と
同様である。また、遮光性の材料からなる基板３１に打
ち抜き等の機械加工を適用して透光部３３を形成するこ
ともある。
スリット１と同様である。即ち、透明基板３１の表面
（片面または両面）に可動スリット１と同一の基準ピッ
チＩＰの１／２のピッチを以て遮光部３２と透光部３３
を周期的に形成される。透明基板３１には例えばガラス
板等の光学材料が用いられ、その表面に遮光部３２がク
ロム蒸着膜などで形成される。透光部３３に対応する基
板領域を形成するためにエッチングによるクロム蒸着膜
の選択的除去が利用出来ることも可動スリットの場合と
同様である。また、遮光性の材料からなる基板３１に打
ち抜き等の機械加工を適用して透光部３３を形成するこ
ともある。
【０００７】受光部４は、基板４１上にやはり基準ピッ
チＩＰの１／２のピッチを以て配列された受光素子（フ
ォトダイオードなど）４２を備えている。今、モータの
ロータ等に結合された回転軸２が回転すると可動スリッ
ト１が回転し、可動スリット１に形成された透光部１３
の回転位置が変化する。それに応じて可走査光束が走査
され、固定スリット３に形成された透光部３３との重な
り関係が周期的に変化する。
チＩＰの１／２のピッチを以て配列された受光素子（フ
ォトダイオードなど）４２を備えている。今、モータの
ロータ等に結合された回転軸２が回転すると可動スリッ
ト１が回転し、可動スリット１に形成された透光部１３
の回転位置が変化する。それに応じて可走査光束が走査
され、固定スリット３に形成された透光部３３との重な
り関係が周期的に変化する。
【０００８】受光素子（光感知帯）４２に入射した光は
電気信号に変換されるが、受光素子（光感知帯）４２が
設けられていない領域（非光感知帯）へ入射した光は電
気信号に変換されない。その結果、可走査光束中に含ま
れる光量の内、受光部４上の受光素子（光感知帯）４２
へ入射する光量の割合が周期的に変化する。このように
して形成された周期的な電気信号は周知の処理回路で処
理される。
電気信号に変換されるが、受光素子（光感知帯）４２が
設けられていない領域（非光感知帯）へ入射した光は電
気信号に変換されない。その結果、可走査光束中に含ま
れる光量の内、受光部４上の受光素子（光感知帯）４２
へ入射する光量の割合が周期的に変化する。このように
して形成された周期的な電気信号は周知の処理回路で処
理される。
【０００９】なお、図２では、可動スリット１の透光部
１３と固定スリット３の透光部３３が一致する位置関係
にある状態が示されている。
１３と固定スリット３の透光部３３が一致する位置関係
にある状態が示されている。
【００１０】このようなエンコーダに関する改良技術と
して、固定スリット３の透光部３３を通過した光の一部
が側方へ散逸する現象（いわゆる光漏れ）を防止するた
めに、可動スリット１あるいは固定スリット３の透光部
１３，３３に重なる部分に集光レンズを形成することが
提案されている（特開昭８−２０１１１４号公報参
照）。また、固定スリット３を省略した構造や、可動ス
リット１と光源部５の間に設ける構造も知られている。
して、固定スリット３の透光部３３を通過した光の一部
が側方へ散逸する現象（いわゆる光漏れ）を防止するた
めに、可動スリット１あるいは固定スリット３の透光部
１３，３３に重なる部分に集光レンズを形成することが
提案されている（特開昭８−２０１１１４号公報参
照）。また、固定スリット３を省略した構造や、可動ス
リット１と光源部５の間に設ける構造も知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記説明した
従来構造の光学式エンコーダは、光源部からの静止光束
を可動スリットの遮光／透過機能によって周期的な明暗
を持つ可動光束とした上で、可動スリットの位置（固定
スリットまたは受光素子に対する相対位置）に応じた光
検出信号を得るようにしているため、光の利用効率が悪
く、光源部から出射された光の内、少なくとも２分の１
（図２で斜線を施した部分）は、信号形成に全く寄与す
ることが出来ない。
従来構造の光学式エンコーダは、光源部からの静止光束
を可動スリットの遮光／透過機能によって周期的な明暗
を持つ可動光束とした上で、可動スリットの位置（固定
スリットまたは受光素子に対する相対位置）に応じた光
検出信号を得るようにしているため、光の利用効率が悪
く、光源部から出射された光の内、少なくとも２分の１
（図２で斜線を施した部分）は、信号形成に全く寄与す
ることが出来ない。
【００１２】即ち、光源部から出射された光が可動光束
に変換された時点で既に光量のほぼ半分が無駄になって
おり、効率的な信号出力が得られない。上記特開昭８−
２０１１１４号公報に提案されている光学式エンコーダ
においては、集光レンズ要素を透光部に対応する形で設
けることで側方へ散逸する光の集光が行なわれている
が、光源部からの出射光の内、少なくとも２分の１が無
駄になっているという問題は解決されていない。
に変換された時点で既に光量のほぼ半分が無駄になって
おり、効率的な信号出力が得られない。上記特開昭８−
２０１１１４号公報に提案されている光学式エンコーダ
においては、集光レンズ要素を透光部に対応する形で設
けることで側方へ散逸する光の集光が行なわれている
が、光源部からの出射光の内、少なくとも２分の１が無
駄になっているという問題は解決されていない。
【００１３】また、可動スリット１や固定スリット３に
透光部と遮光部を持つ明暗格子を形成するにはクロム蒸
着、、エッチング、機械加工など、煩雑でコストのかか
るプロセスが必要であり、エンコーダ全体の価格を上昇
させる原因となっていた。
透光部と遮光部を持つ明暗格子を形成するにはクロム蒸
着、、エッチング、機械加工など、煩雑でコストのかか
るプロセスが必要であり、エンコーダ全体の価格を上昇
させる原因となっていた。
【００１４】そこで、本発明の第１の目的は、従来の光
学式エンコーダの光学検出部の構造を改良し、光の利用
効率を高め、効率的な信号出力が得られる光学式エンコ
ーダを提供することにある。また、本発明の第２の目的
は、可動スリットの明暗格子を形成するためのクロム蒸
着、エッチング、機械加工などが不要で、射出成形のよ
うな簡単な製造方法により容易に製造することができ、
経済的にも有利な光学式エンコーダを提供することにあ
る。
学式エンコーダの光学検出部の構造を改良し、光の利用
効率を高め、効率的な信号出力が得られる光学式エンコ
ーダを提供することにある。また、本発明の第２の目的
は、可動スリットの明暗格子を形成するためのクロム蒸
着、エッチング、機械加工などが不要で、射出成形のよ
うな簡単な製造方法により容易に製造することができ、
経済的にも有利な光学式エンコーダを提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源部からの
静止光束を周期的に分布する複数の可動光束に変換する
手段として、所定ピッチを以て周期的に配列されたレン
ズ要素群を備えた変換素子を導入することにより、上記
技術課題を解決したものである。本発明の従った光学式
エンコーダは、光源部と、光源部から供給される静止光
束を被検物体の移動に対応して移動するとともに周期的
に分布する複数の可動光束に変換する変換素子と、可動
光束に対して静止し、可動光束の移動方向に沿って周期
的に分布する光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列を有
する。
静止光束を周期的に分布する複数の可動光束に変換する
手段として、所定ピッチを以て周期的に配列されたレン
ズ要素群を備えた変換素子を導入することにより、上記
技術課題を解決したものである。本発明の従った光学式
エンコーダは、光源部と、光源部から供給される静止光
束を被検物体の移動に対応して移動するとともに周期的
に分布する複数の可動光束に変換する変換素子と、可動
光束に対して静止し、可動光束の移動方向に沿って周期
的に分布する光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列を有
する。
【００１６】そして、可動光束を生成する変換素子は、
所定のピッチで周期的に配列された複数のレンズ要素を
備えており、静止光束から可動光束への変換が複数のレ
ンズ要素によって行なわれ、且つ、可動光束は光感知帯
と非光感知帯の繰り返し配列に入射する時点において、
その繰り返し配列の配列ピッチに対応する幅に絞られて
いる。
所定のピッチで周期的に配列された複数のレンズ要素を
備えており、静止光束から可動光束への変換が複数のレ
ンズ要素によって行なわれ、且つ、可動光束は光感知帯
と非光感知帯の繰り返し配列に入射する時点において、
その繰り返し配列の配列ピッチに対応する幅に絞られて
いる。
【００１７】複数のレンズ要素は、変換素子の光出射
側、光入射側の一方または両方に設けられる。一つの好
ましい形態においては、所定のピッチで周期的に配列さ
れた複数のレンズ要素を光入射面側と光出射側に対をな
して設けた変換素子が配置される。そして、静止光束か
ら可動光束への変換が複数のレンズ要素によって行なわ
れ、可動光束は変換素子からの出射時点において平行光
束化され、且つ、光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列
の配列ピッチに対応する幅に絞られている。いずれの形
態においても、複数のレンズ要素を有する変換素子はプ
ラスチック成形物とするが出来る。
側、光入射側の一方または両方に設けられる。一つの好
ましい形態においては、所定のピッチで周期的に配列さ
れた複数のレンズ要素を光入射面側と光出射側に対をな
して設けた変換素子が配置される。そして、静止光束か
ら可動光束への変換が複数のレンズ要素によって行なわ
れ、可動光束は変換素子からの出射時点において平行光
束化され、且つ、光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列
の配列ピッチに対応する幅に絞られている。いずれの形
態においても、複数のレンズ要素を有する変換素子はプ
ラスチック成形物とするが出来る。
【００１８】光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列は、
固定スリットを用いなくとも、周期的に設けられた受光
素子で形成することが出来るが、固定スリットを用いて
も良いことは従来と同様である。
固定スリットを用いなくとも、周期的に設けられた受光
素子で形成することが出来るが、固定スリットを用いて
も良いことは従来と同様である。
【００１９】本発明に係る光学式エンコーダは、従来の
構造（図２）とは異なり、光源部からの静止光束を可動
光束に変換する際に光量のほぼ半分が無駄になるような
事態が回避されている。そのため、原理的に言えば従来
構造と比べて２倍の効率で信号出力が得られることにな
る。また、可動光束を形成する素子（従来では可動スリ
ット）に遮光部を形成するために蒸着、エッチング、打
ち抜きなどの煩雑な加工を要しないので、製造コストの
点でも有利となる。
構造（図２）とは異なり、光源部からの静止光束を可動
光束に変換する際に光量のほぼ半分が無駄になるような
事態が回避されている。そのため、原理的に言えば従来
構造と比べて２倍の効率で信号出力が得られることにな
る。また、可動光束を形成する素子（従来では可動スリ
ット）に遮光部を形成するために蒸着、エッチング、打
ち抜きなどの煩雑な加工を要しないので、製造コストの
点でも有利となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】図３は、本発明の第１の実施形態
の要部構成を図２と同様の形式で表わした図である。本
実施形態における光学式エンコーダの光学検出部は、光
源部５からの静止光束Ｌを複数の可動光束ＭＦに変換す
る手段として、所定のピッチ（基準ピッチＩＰ）を以て
周期的に配列された複数のレンズ要素６１を備えた変換
素子６を採用している。
の要部構成を図２と同様の形式で表わした図である。本
実施形態における光学式エンコーダの光学検出部は、光
源部５からの静止光束Ｌを複数の可動光束ＭＦに変換す
る手段として、所定のピッチ（基準ピッチＩＰ）を以て
周期的に配列された複数のレンズ要素６１を備えた変換
素子６を採用している。
【００２１】この変換素子６は、従来技術における可動
スリット１（図２参照）に代わるものであり、光源部５
からの静止光束Ｌを周期的に分布する複数の可動光束Ｍ
Ｆに変換し、受光部４へ入射させる。このような変換素
子６は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネートなど透
明なプラスチックで構成することが好ましい。変換素子
６の材質をフラスチックとすれば射出成形技術を簡便に
適用することが出来るようになり、レンズ要素６１の形
状を自由に設計して安価に変換素子６を製造することが
可能になる。
スリット１（図２参照）に代わるものであり、光源部５
からの静止光束Ｌを周期的に分布する複数の可動光束Ｍ
Ｆに変換し、受光部４へ入射させる。このような変換素
子６は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネートなど透
明なプラスチックで構成することが好ましい。変換素子
６の材質をフラスチックとすれば射出成形技術を簡便に
適用することが出来るようになり、レンズ要素６１の形
状を自由に設計して安価に変換素子６を製造することが
可能になる。
【００２２】本実施形態では、各レンズ要素６１は変換
素子６の光出射側に凸レンズ要素として形成されてい
る。凸レンズ要素６１の集光力（屈折力）は、可動光束
ＭＦが受光素子４２上に到達する時点で光束幅が基準ピ
ッチＩＰの２分の１に狭めらるように設計される。各可
動光束ＭＦ間には光が通過しない影領域ＳＤが形成され
る。
素子６の光出射側に凸レンズ要素として形成されてい
る。凸レンズ要素６１の集光力（屈折力）は、可動光束
ＭＦが受光素子４２上に到達する時点で光束幅が基準ピ
ッチＩＰの２分の１に狭めらるように設計される。各可
動光束ＭＦ間には光が通過しない影領域ＳＤが形成され
る。
【００２３】変換素子６がリニアエンコーダに使用され
る場合には、レンズ要素６１は直線状に配列され、ロー
タリエンコーダに使用される場合には円環状に配列され
る。図５に、後者のケースにおける変換素子６の概観を
側面図（ａ）及び正面図（ｂ）で示した。両図に示した
ように、レンズ要素６１は変換素子６上に円環状に多数
配列されており、モータのロータ軸等に結合される回転
軸部材２が回転することにより、これらレンズ要素６１
が中心軸Ｓの周りで回転移動する。
る場合には、レンズ要素６１は直線状に配列され、ロー
タリエンコーダに使用される場合には円環状に配列され
る。図５に、後者のケースにおける変換素子６の概観を
側面図（ａ）及び正面図（ｂ）で示した。両図に示した
ように、レンズ要素６１は変換素子６上に円環状に多数
配列されており、モータのロータ軸等に結合される回転
軸部材２が回転することにより、これらレンズ要素６１
が中心軸Ｓの周りで回転移動する。
【００２４】受光部４の基本構成は、従来と同様で良
い。ここでは、基板４１上に基準ピッチＩＰの１／２の
ピッチを以て受光素子（フォトダイオードなど）４２が
配列されている。受光素子４２が存在する領域が光感知
帯に対応し、受光素子４２が存在しない領域は非光感知
帯に対応する。
い。ここでは、基板４１上に基準ピッチＩＰの１／２の
ピッチを以て受光素子（フォトダイオードなど）４２が
配列されている。受光素子４２が存在する領域が光感知
帯に対応し、受光素子４２が存在しない領域は非光感知
帯に対応する。
【００２５】今、モータのロータ等に結合された変換素
子６の回転軸２が回転すると変換素子６が回転し、各レ
ンズ要素６１の回転位置が同期的に同量だけ同じ方向に
変化する。それに応じて可動光束ＭＦが移動し、受光素
子４２が配列された面上を走査する。
子６の回転軸２が回転すると変換素子６が回転し、各レ
ンズ要素６１の回転位置が同期的に同量だけ同じ方向に
変化する。それに応じて可動光束ＭＦが移動し、受光素
子４２が配列された面上を走査する。
【００２６】その結果、可動光束ＭＦ中に含まれる光量
の内、受光素子４２へ到達する光量の割合が周期的に変
化する。各受光素子４２で検出された光量は当該周期を
以て変化する電気信号に変換され、周知の処理回路で処
理される。なお、図３では、可動光束ＭＦの受光素子４
２への入射光量が最大（ほぼ全量）になるような位置関
係が変換素子６と受光素子４２との間に成立している状
態が示されている。
の内、受光素子４２へ到達する光量の割合が周期的に変
化する。各受光素子４２で検出された光量は当該周期を
以て変化する電気信号に変換され、周知の処理回路で処
理される。なお、図３では、可動光束ＭＦの受光素子４
２への入射光量が最大（ほぼ全量）になるような位置関
係が変換素子６と受光素子４２との間に成立している状
態が示されている。
【００２７】受光素子４２の平面的な配列は、信号を得
ようとする相に応じて設計される。図６は、Ａ／Ｂ相及
びその反転相（Ａ’／Ｂ’相と表記）の信号生成部分に
本発明を適用する際に採用される受光部４の配列を説明
する図である。本例では、図６中に符号４１ａ，４１
ｂ，４１ａ’，４１ｂ’で示したように、受光部４の４
つの領域上に各々受光素子群４２ａ（Ａ相用），４２ｂ
（Ｂ相用），４２ａ’（Ａ’相用），４２ｂ’（Ｂ’相
用）が、各群間に基準ピッチＩＰの４分の１のずれを持
たせるとともに、各群内では２分の１の幅と間隔を以て
周期的に配列されている。
ようとする相に応じて設計される。図６は、Ａ／Ｂ相及
びその反転相（Ａ’／Ｂ’相と表記）の信号生成部分に
本発明を適用する際に採用される受光部４の配列を説明
する図である。本例では、図６中に符号４１ａ，４１
ｂ，４１ａ’，４１ｂ’で示したように、受光部４の４
つの領域上に各々受光素子群４２ａ（Ａ相用），４２ｂ
（Ｂ相用），４２ａ’（Ａ’相用），４２ｂ’（Ｂ’相
用）が、各群間に基準ピッチＩＰの４分の１のずれを持
たせるとともに、各群内では２分の１の幅と間隔を以て
周期的に配列されている。
【００２８】ここで重要な事は、図２と図３の比較から
も判るように、従来の構造（図２）では、光源部からの
静止光束を可動光束に変換する際に光量のほぼ半分が無
駄になっているに対し、本実施形態の構造（図３参照）
では、静止光束を可動光束に変換する際に遮光による光
量の無駄が発生していないことである。
も判るように、従来の構造（図２）では、光源部からの
静止光束を可動光束に変換する際に光量のほぼ半分が無
駄になっているに対し、本実施形態の構造（図３参照）
では、静止光束を可動光束に変換する際に遮光による光
量の無駄が発生していないことである。
【００２９】そのため、原理的に言えば従来構造と比べ
て２倍の効率で信号出力が得られることになる。図９
（ａ），（ｂ）はこれをグラフで対比描示したもので、
本実施形態の場合（ａ），従来構造（ｂ）いずれの場合
も基準ピッチＩＰに対応した周期を持つ信号出力が得ら
れるが、その振幅はほぼ２倍に拡大している。これは、
光源部５の光力他の条件を固定して考えた場合、従来の
構造に比して２倍のＳＮ比が得られることを意味する。
て２倍の効率で信号出力が得られることになる。図９
（ａ），（ｂ）はこれをグラフで対比描示したもので、
本実施形態の場合（ａ），従来構造（ｂ）いずれの場合
も基準ピッチＩＰに対応した周期を持つ信号出力が得ら
れるが、その振幅はほぼ２倍に拡大している。これは、
光源部５の光力他の条件を固定して考えた場合、従来の
構造に比して２倍のＳＮ比が得られることを意味する。
【００３０】静止光束を可動光束に変換する変換素子
（第１の実施形態では変換素子６）に具備されるレンズ
要素（第１の実施形態では変換素子６１）の形状と配列
態様には、多様な変形が許容される。
（第１の実施形態では変換素子６）に具備されるレンズ
要素（第１の実施形態では変換素子６１）の形状と配列
態様には、多様な変形が許容される。
【００３１】図４、図７及び図８は、変換素子が具備す
るレンズ要素について変形を行なった第２〜第４の実施
形態を図３と同様の形式で説明する図である。先ず、第
２の実施形態を表わした図４を参照すると、光学式エン
コーダの光学検出部は、光源部５からの静止光束Ｌを複
数の可動光束ＭＦに変換する手段として、基準ピッチＩ
Ｐを以て周期的に配列された複数のレンズ要素７１，７
２を備えた変換素子７を採用している。
るレンズ要素について変形を行なった第２〜第４の実施
形態を図３と同様の形式で説明する図である。先ず、第
２の実施形態を表わした図４を参照すると、光学式エン
コーダの光学検出部は、光源部５からの静止光束Ｌを複
数の可動光束ＭＦに変換する手段として、基準ピッチＩ
Ｐを以て周期的に配列された複数のレンズ要素７１，７
２を備えた変換素子７を採用している。
【００３２】本実施形態における変換素子７の入射側に
設けられる各レンズ要素７１と出射側に設けられる各レ
ンズ要素７２は対をなすものである。即ち、各レンズ要
素７１に入射した幅ＩＰ（基準ピッチ）の静止光束Ｌ
は、図示したように、内部でほぼＩＰ／２に絞られ、対
応する各レンズ要素７２から幅ＩＰ／２の平行光束とし
て出射され、次いで受光部４へ入射する。斜線で示した
部分ＳＤは、可動光束が通過しない影部である。
設けられる各レンズ要素７１と出射側に設けられる各レ
ンズ要素７２は対をなすものである。即ち、各レンズ要
素７１に入射した幅ＩＰ（基準ピッチ）の静止光束Ｌ
は、図示したように、内部でほぼＩＰ／２に絞られ、対
応する各レンズ要素７２から幅ＩＰ／２の平行光束とし
て出射され、次いで受光部４へ入射する。斜線で示した
部分ＳＤは、可動光束が通過しない影部である。
【００３３】本実施形態の一つの特徴は、可動光束ＭＦ
が平行光束で得られるので、変換素子７（従来の可動ス
リットに相当）と受光部４の間の距離ｄに制約がなくな
ることである。これにより、変換素子７と受光部４を密
着させずに離隔配置することが可能になる。その結果、
設計の自由度が高められるとともに組立も容易になる。
また、本実施形態には、可動光束ＭＦが平行光束で得ら
れるので、変換素子７に面振れが生じても検出信号に殆
ど影響が出ないという利点もある。
が平行光束で得られるので、変換素子７（従来の可動ス
リットに相当）と受光部４の間の距離ｄに制約がなくな
ることである。これにより、変換素子７と受光部４を密
着させずに離隔配置することが可能になる。その結果、
設計の自由度が高められるとともに組立も容易になる。
また、本実施形態には、可動光束ＭＦが平行光束で得ら
れるので、変換素子７に面振れが生じても検出信号に殆
ど影響が出ないという利点もある。
【００３４】なお、変換素子７の材質、製造方法等につ
いては前述した変換素子６の場合と同様であるから、繰
り返し説明は省略する。また、変換素子７がリニアエン
コーダに使用される場合には、レンズ要素７１，７２は
直線状に配列され、ロータリエンコーダに使用される場
合には円環状に配列されることも同様である。
いては前述した変換素子６の場合と同様であるから、繰
り返し説明は省略する。また、変換素子７がリニアエン
コーダに使用される場合には、レンズ要素７１，７２は
直線状に配列され、ロータリエンコーダに使用される場
合には円環状に配列されることも同様である。
【００３５】組み合わせて使用される受光部４の基本構
成は、従来あるいは第１の実施形態と同様で良い。ここ
では、基板４１上に基準ピッチＩＰの１／２のピッチを
以て受光素子（フォトダイオードなど）４２を設けるこ
とで、光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列を形成した
ものが用いられている。
成は、従来あるいは第１の実施形態と同様で良い。ここ
では、基板４１上に基準ピッチＩＰの１／２のピッチを
以て受光素子（フォトダイオードなど）４２を設けるこ
とで、光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列を形成した
ものが用いられている。
【００３６】今、変換素子７に結合された物体（図示せ
ず）が移動（回転または並進）し、変換素子７が移動
し、各レンズ要素７１，７２の位置が同期的に同量だけ
同じ方向に変化する。それに応じて可動光束ＭＦが移動
し、受光素子４２が配列された面上を走査する。その結
果、可動光束ＭＦ中に含まれる光量の内、受光素子４２
へ到達する光量の割合が周期的に変化する。各受光素子
４２で検出された光量は当該周期を以て変化する電気信
号に変換され、周知の処理回路で処理される。
ず）が移動（回転または並進）し、変換素子７が移動
し、各レンズ要素７１，７２の位置が同期的に同量だけ
同じ方向に変化する。それに応じて可動光束ＭＦが移動
し、受光素子４２が配列された面上を走査する。その結
果、可動光束ＭＦ中に含まれる光量の内、受光素子４２
へ到達する光量の割合が周期的に変化する。各受光素子
４２で検出された光量は当該周期を以て変化する電気信
号に変換され、周知の処理回路で処理される。
【００３７】なお、図４においても、可動光束ＭＦの受
光素子４２への入射光量が最大（ほぼ全量）になるよう
な位置関係が変換素子７と受光素子４２との間に成立し
ている状態が示されている。受光素子（光感知帯）４２
の平面的な配列は、第１の実施形態と同様で良く、例え
ばＡ／Ｂ相及びその反転相（Ａ’／Ｂ’相と表記）の信
号生成部分への適用を図る場合には、図６で説明した受
光部４の配列が採用出来る。
光素子４２への入射光量が最大（ほぼ全量）になるよう
な位置関係が変換素子７と受光素子４２との間に成立し
ている状態が示されている。受光素子（光感知帯）４２
の平面的な配列は、第１の実施形態と同様で良く、例え
ばＡ／Ｂ相及びその反転相（Ａ’／Ｂ’相と表記）の信
号生成部分への適用を図る場合には、図６で説明した受
光部４の配列が採用出来る。
【００３８】図２と図４の比較からも判るように、本実
施形態においても、静止光束を可動光束に変換する際に
遮光による光量の無駄が発生していない。従って、原理
的に言えば従来構造と比べて２倍の効率で信号出力が得
られ、前述した図９（ａ）のグラフ（従来に比して振幅
ほぼ２倍）に対応した信号出力が得られる。即ち、光源
部５の光力他の条件を固定して考えた場合、従来の構造
に比して２倍のＳＮ比が得られる。
施形態においても、静止光束を可動光束に変換する際に
遮光による光量の無駄が発生していない。従って、原理
的に言えば従来構造と比べて２倍の効率で信号出力が得
られ、前述した図９（ａ）のグラフ（従来に比して振幅
ほぼ２倍）に対応した信号出力が得られる。即ち、光源
部５の光力他の条件を固定して考えた場合、従来の構造
に比して２倍のＳＮ比が得られる。
【００３９】図７は第３の実施形態を表わしている。本
図を参照すると、光学式エンコーダの光学検出部は、光
源部からの静止光束Ｌを複数の可動光束ＭＦに変換する
手段として、基準ピッチＩＰを以て周期的に配列された
複数のレンズ要素８１を備えた変換素子８を採用してい
る。本実施形態における変換素子８は、第１の実施形態
で採用されている変換素子６を裏返したものに相当して
おり、各レンズ要素８１はすべて入射側に設けられてい
る。
図を参照すると、光学式エンコーダの光学検出部は、光
源部からの静止光束Ｌを複数の可動光束ＭＦに変換する
手段として、基準ピッチＩＰを以て周期的に配列された
複数のレンズ要素８１を備えた変換素子８を採用してい
る。本実施形態における変換素子８は、第１の実施形態
で採用されている変換素子６を裏返したものに相当して
おり、各レンズ要素８１はすべて入射側に設けられてい
る。
【００４０】各レンズ要素８１に入射した幅ＩＰ（基準
ピッチ）の静止光束Ｌは、図示したように、収束性の可
動光束ＭＦに変換され、幅ＩＰ／２（基準ピッチの半
分）に絞られた状態で受光部４へ入射する。斜線で示し
た部分ＳＤは、可動光束が通過しない影部である。変換
素子８の材質、製造方法等については前述した変換素子
６，７の場合と同様である。また、変換素子８がリニア
エンコーダに使用される場合には、レンズ要素８１は直
線状に配列され、ロータリエンコーダに使用される場合
には円環状に配列されることも同様である。組み合わせ
て使用される受光部４の基本構成も第１の実施形態と同
様で良い。
ピッチ）の静止光束Ｌは、図示したように、収束性の可
動光束ＭＦに変換され、幅ＩＰ／２（基準ピッチの半
分）に絞られた状態で受光部４へ入射する。斜線で示し
た部分ＳＤは、可動光束が通過しない影部である。変換
素子８の材質、製造方法等については前述した変換素子
６，７の場合と同様である。また、変換素子８がリニア
エンコーダに使用される場合には、レンズ要素８１は直
線状に配列され、ロータリエンコーダに使用される場合
には円環状に配列されることも同様である。組み合わせ
て使用される受光部４の基本構成も第１の実施形態と同
様で良い。
【００４１】また、変換素子８に結合された物体が移動
した時の信号生成原理も、第１、第２の実施形態と同様
であるから繰り返し説明は省略する。図７においても、
可動光束ＭＦの受光素子４２への入射光量が最大（ほぼ
全量）になるような位置関係が変換素子７と受光素子４
２との間に成立している状態が示されている。受光素子
（光感知帯）４２の平面的な配列も、第１、第２の実施
形態と同様で良く、例えばＡ／Ｂ相及びその反転相
（Ａ’／Ｂ’相と表記）の信号生成部分への適用を図る
場合には、図６で説明した受光部４の配列が採用出来
る。
した時の信号生成原理も、第１、第２の実施形態と同様
であるから繰り返し説明は省略する。図７においても、
可動光束ＭＦの受光素子４２への入射光量が最大（ほぼ
全量）になるような位置関係が変換素子７と受光素子４
２との間に成立している状態が示されている。受光素子
（光感知帯）４２の平面的な配列も、第１、第２の実施
形態と同様で良く、例えばＡ／Ｂ相及びその反転相
（Ａ’／Ｂ’相と表記）の信号生成部分への適用を図る
場合には、図６で説明した受光部４の配列が採用出来
る。
【００４２】図２と図７の比較からも判るように、本実
施形態においても、静止光束を可動光束に変換する際に
遮光による光量の無駄が発生していない。従って、原理
的に言えば従来構造と比べて２倍の効率で信号出力が得
られ、前述した図９（ａ）のグラフ（従来に比して振幅
ほぼ２倍）に対応した信号出力が得られる。即ち、光源
部５の光力他の条件を固定して考えた場合、従来の構造
に比して２倍のＳＮ比が得られる。
施形態においても、静止光束を可動光束に変換する際に
遮光による光量の無駄が発生していない。従って、原理
的に言えば従来構造と比べて２倍の効率で信号出力が得
られ、前述した図９（ａ）のグラフ（従来に比して振幅
ほぼ２倍）に対応した信号出力が得られる。即ち、光源
部５の光力他の条件を固定して考えた場合、従来の構造
に比して２倍のＳＮ比が得られる。
【００４３】次に、第４の実施形態を表わした図８を参
照すると、変換素子に設けられるレンズ要素の更に別の
一例が示されている。即ち、本実施形態において採用さ
れる変換素子９は、入射側に基準ピッチＩＰを以て周期
的に配列された複数の台形状のレンズ要素９１を備えて
いる。各レンズ要素９１に入射した幅ＩＰ（基準ピッ
チ）の静止光束Ｌは、図示したように、周辺に強い収束
性の部分ＭＦ２を含む可動光束ＭＦ（ＭＦ１とＭＦ２の
合成；ＭＦ１は幅ＩＰ／２の平行光束）に変換され、幅
ＩＰ／２（基準ピッチの半分）に絞られた状態で受光部
４へ入射する。斜線で示した部分ＳＤは、可動光束が通
過しない影部である。変換素子８の材質、製造方法、作
用などその他の事項等については前述した各実施形態の
場合と同様であるから、繰り返し説明は省略する。図２
と図８の比較からも判るように、本実施形態において
も、静止光束を可動光束に変換する際に遮光による光量
の無駄が発生していない。従って、原理的に言えば従来
構造と比べて２倍の効率で信号出力が得られ、前述した
図９（ａ）のグラフ（従来に比して振幅ほぼ２倍）に対
応した信号出力が得られる。即ち、光源部５の光力他の
条件を固定して考えた場合、従来の構造に比して２倍の
ＳＮ比が得られる。
照すると、変換素子に設けられるレンズ要素の更に別の
一例が示されている。即ち、本実施形態において採用さ
れる変換素子９は、入射側に基準ピッチＩＰを以て周期
的に配列された複数の台形状のレンズ要素９１を備えて
いる。各レンズ要素９１に入射した幅ＩＰ（基準ピッ
チ）の静止光束Ｌは、図示したように、周辺に強い収束
性の部分ＭＦ２を含む可動光束ＭＦ（ＭＦ１とＭＦ２の
合成；ＭＦ１は幅ＩＰ／２の平行光束）に変換され、幅
ＩＰ／２（基準ピッチの半分）に絞られた状態で受光部
４へ入射する。斜線で示した部分ＳＤは、可動光束が通
過しない影部である。変換素子８の材質、製造方法、作
用などその他の事項等については前述した各実施形態の
場合と同様であるから、繰り返し説明は省略する。図２
と図８の比較からも判るように、本実施形態において
も、静止光束を可動光束に変換する際に遮光による光量
の無駄が発生していない。従って、原理的に言えば従来
構造と比べて２倍の効率で信号出力が得られ、前述した
図９（ａ）のグラフ（従来に比して振幅ほぼ２倍）に対
応した信号出力が得られる。即ち、光源部５の光力他の
条件を固定して考えた場合、従来の構造に比して２倍の
ＳＮ比が得られる。
【００４４】以上の各実施形態においては、受光部の光
感知帯と非光感知帯の繰り返し配列は、固定スリットを
用いずに周期的に設けられた受光素子で形成されている
が、固定スリットを用いても良いことは従来と同様であ
る。受光部の光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列の形
成に固定スリットを用いた例を第５の実施形態成とし
て、図１０に示した。
感知帯と非光感知帯の繰り返し配列は、固定スリットを
用いずに周期的に設けられた受光素子で形成されている
が、固定スリットを用いても良いことは従来と同様であ
る。受光部の光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列の形
成に固定スリットを用いた例を第５の実施形態成とし
て、図１０に示した。
【００４５】本実施形態は、受光部の光感知帯と非光感
知帯の繰り返し配列の形成態様が変更されている点を除
けば、図４に示した第４の実施形態と等価な構成を有し
ている。即ち、本実施形態においても光学検出部には、
光源部（不図示）からの静止光束Ｌを複数の可動光束Ｍ
Ｆに変換する手段として、基準ピッチＩＰを以て周期的
に配列された複数のレンズ要素７１，７２を備えた変換
素子７が採用されている。
知帯の繰り返し配列の形成態様が変更されている点を除
けば、図４に示した第４の実施形態と等価な構成を有し
ている。即ち、本実施形態においても光学検出部には、
光源部（不図示）からの静止光束Ｌを複数の可動光束Ｍ
Ｆに変換する手段として、基準ピッチＩＰを以て周期的
に配列された複数のレンズ要素７１，７２を備えた変換
素子７が採用されている。
【００４６】変換素子７の入射側に設けられる各レンズ
要素７１と出射側に設けられる各レンズ要素７２は対を
なしている。各レンズ要素７１に入射した幅ＩＰ（基準
ピッチ）の静止光束Ｌは、内部でほぼＩＰ／２に絞ら
れ、対応する各レンズ要素７２から幅ＩＰ／２の平行光
束として出射され、次いで固定スリット３へ入射する。
斜線で示した部分ＳＤは、可動光束が通過しない影部で
ある。
要素７１と出射側に設けられる各レンズ要素７２は対を
なしている。各レンズ要素７１に入射した幅ＩＰ（基準
ピッチ）の静止光束Ｌは、内部でほぼＩＰ／２に絞ら
れ、対応する各レンズ要素７２から幅ＩＰ／２の平行光
束として出射され、次いで固定スリット３へ入射する。
斜線で示した部分ＳＤは、可動光束が通過しない影部で
ある。
【００４７】固定スリット３は従来と同様のもので、透
明基板３１の表面（片面または両面）に可動スリット１
と同一の基準ピッチＩＰの１／２のピッチを以て遮光部
３２と透光部３３が周期的に形成されている。従って、
可動光束ＭＦの内、透光部３３に入射した成分（図示し
た状態ではほぼ１００％）は受光部４へ向かうが、遮光
部３２に入射した成分（図示した状態ではほぼ０％）は
受光部４へ向かうことが出来ない。
明基板３１の表面（片面または両面）に可動スリット１
と同一の基準ピッチＩＰの１／２のピッチを以て遮光部
３２と透光部３３が周期的に形成されている。従って、
可動光束ＭＦの内、透光部３３に入射した成分（図示し
た状態ではほぼ１００％）は受光部４へ向かうが、遮光
部３２に入射した成分（図示した状態ではほぼ０％）は
受光部４へ向かうことが出来ない。
【００４８】このような固定スリット３が設けられてい
る場合には、受光部４０として基板４１上に固定スリッ
ト３の有効幅程度の拡がりを持つ受光面４３を形成した
もの用いることが出来る。但し、従来と同じく、Ａ相、
Ｂ相、それらの反転相等の信号を分離するための分割は
必要である（図６の関連説明参照）。
る場合には、受光部４０として基板４１上に固定スリッ
ト３の有効幅程度の拡がりを持つ受光面４３を形成した
もの用いることが出来る。但し、従来と同じく、Ａ相、
Ｂ相、それらの反転相等の信号を分離するための分割は
必要である（図６の関連説明参照）。
【００４９】今、モータのロータ等に結合された回転軸
が回転すると変換素子７が回転し、可動光束ＭＦが生成
される。可動光束ＭＦと固定スリット３の透光部３３と
の重なり関係は、可動光束ＭＦ（被検対象物）の運動に
応じて周期的に変化する。
が回転すると変換素子７が回転し、可動光束ＭＦが生成
される。可動光束ＭＦと固定スリット３の透光部３３と
の重なり関係は、可動光束ＭＦ（被検対象物）の運動に
応じて周期的に変化する。
【００５０】すると、可動光束ＭＦの内、固定スリット
３を通過することが出来る成分（光量）が周期的に変化
し、これが受光面４３で検出される。検出された光は電
気信号に変換され周知の処理回路で処理される。
３を通過することが出来る成分（光量）が周期的に変化
し、これが受光面４３で検出される。検出された光は電
気信号に変換され周知の処理回路で処理される。
【００５１】本実施形態は第２の実施形態と類似した利
点を有している。即ち、可動光束ＭＦが平行光束で得ら
れるので、従来の可動スリットに相当する変換素子７と
固定スリット３の間隔、あるいは固定スリット３と受光
部４０の間隔に制約がなく、変換素子７、固定スリット
３、受光部４０の三者を密着配置する必要がない。
点を有している。即ち、可動光束ＭＦが平行光束で得ら
れるので、従来の可動スリットに相当する変換素子７と
固定スリット３の間隔、あるいは固定スリット３と受光
部４０の間隔に制約がなく、変換素子７、固定スリット
３、受光部４０の三者を密着配置する必要がない。
【００５２】従って、設計の自由度が高められるととも
に組立も容易になる。また、可動光束ＭＦが平行光束で
得られるので、変換素子７に面振れが生じても検出信号
に殆ど影響が出ない。
に組立も容易になる。また、可動光束ＭＦが平行光束で
得られるので、変換素子７に面振れが生じても検出信号
に殆ど影響が出ない。
【００５３】実施形態においても、静止光束を可動光束
に変換する際に遮光による光量の無駄が発生していな
い。従って、原理的に言えば従来構造と比べて２倍の効
率で信号出力が得られ、前述した図９（ａ）のグラフ
（従来に比して振幅ほぼ２倍）に対応した信号出力が得
られる。即ち、光源部５の光力他の条件を固定して考え
た場合、従来の構造に比して２倍のＳＮ比が得られる。
に変換する際に遮光による光量の無駄が発生していな
い。従って、原理的に言えば従来構造と比べて２倍の効
率で信号出力が得られ、前述した図９（ａ）のグラフ
（従来に比して振幅ほぼ２倍）に対応した信号出力が得
られる。即ち、光源部５の光力他の条件を固定して考え
た場合、従来の構造に比して２倍のＳＮ比が得られる。
【００５４】
【発明の効果】本発明に従った光学式エンコーダは、光
の利用効率が高く効率的な信号出力が得られる。また、
静止光束を可動光束に変換する手段として製造が容易な
変換素子を利用出来るので、光学式エンコーダが製造コ
ストの低減が可能となる。
の利用効率が高く効率的な信号出力が得られる。また、
静止光束を可動光束に変換する手段として製造が容易な
変換素子を利用出来るので、光学式エンコーダが製造コ
ストの低減が可能となる。
【図１】ロータリ型の光学式エンコーダを例にとり、従
来より用いられている光学検出部の概略構造を説明する
図である。
来より用いられている光学検出部の概略構造を説明する
図である。
【図２】図１に示した従来装置で使用される可動スリッ
ト、固定スリット並びに受光部の一般的な断面構造を表
わした図である。
ト、固定スリット並びに受光部の一般的な断面構造を表
わした図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の要部構成を図２と同
様の形式で表わした図である。
様の形式で表わした図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の要部構成を図２、図
３と同様の形式で表わした図である。
３と同様の形式で表わした図である。
【図５】本発明の第１の実施形態をロータリエンコーダ
に適用した場合に用いられる変換素子の概観を側面図
（ａ）及び正面図（ｂ）で示したものである。
に適用した場合に用いられる変換素子の概観を側面図
（ａ）及び正面図（ｂ）で示したものである。
【図６】Ａ／Ｂ相及びその反転相であるＡ’／Ｂ’相の
信号生成部分に本発明を適用する際に採用出来る受光部
の配列例を説明する図である。
信号生成部分に本発明を適用する際に採用出来る受光部
の配列例を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の要部構成を図２、図
３及び図４と同様の形式で表わした図である。
３及び図４と同様の形式で表わした図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の要部構成を図２、図
３、図４及び図７と同様の形式で表わした図である。
３、図４及び図７と同様の形式で表わした図である。
【図９】受光素子の出力から得られる信号出力を本発明
のエンコーダ場合（ａ）と従来のエンコーダの場合につ
いて対比描示したグラフである。
のエンコーダ場合（ａ）と従来のエンコーダの場合につ
いて対比描示したグラフである。
【図１０】本発明の第５の実施形態の要部構成を図２、
図３、図４、図７及び図８と同様の形式で表わした図で
ある。
図３、図４、図７及び図８と同様の形式で表わした図で
ある。
１ 可動スリット ２ 可動スリットの回転軸 ３ 固定スリット ４，４０ 受光部 ５ 光源部 ６，７，８，９ 変換素子 １１ 可動スリットに基板 １２ 可動スリットの遮光部 １３ 可動スリットの透光部 ３２ 固定スリットの遮光部 ３３ 固定スリットの透光部 ４１ 受光部の基板 ４１ａ〜４１ｂ’ 受光部の４つの領域 ４２，４２ａ〜４２ｂ’ 受光素子 ４３ 受光面 ６１，７１，７２，８１，９１ レンズ要素 Ｌ 静止光束 ＭＦ 可動光束 ＳＤ 影部
Claims (8)
- 【請求項１】 光源部と、前記光源部から供給される静
止光束を被検物体の移動に対応して移動するとともに周
期的に分布する複数の可動光束に変換する変換素子と、
前記可動光束に対して静止した受光部とを備え、 前記受光部は、前記可動光束の移動方向に沿って周期的
に分布する光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列を有し
ている光学式エンコーダであって、 前記変換素子は、所定のピッチで周期的に配列された複
数のレンズ要素を備えており、前記静止光束から前記可
動光束への変換が前記複数のレンズ要素によって行なわ
れ、 前記可動光束は、前記光感知帯と非光感知帯の繰り返し
配列に入射する時点において、該繰り返し配列の配列ピ
ッチに対応する幅に絞られている光学式エンコーダ。 - 【請求項２】 前記複数のレンズ要素が、前記変換素子
の光出射側に設けられている、請求項１に記載された光
学式エンコーダ。 - 【請求項３】 前記複数のレンズ要素が、前記変換素子
の光入射面側に設けられている、請求項１に記載された
光学式エンコーダ。 - 【請求項４】 前記複数のレンズ要素が、前記変換素子
の光入射側と光出射側の双方に設けられている、請求項
１に記載された光学式エンコーダ。 - 【請求項５】 光源部と、前記光源部から供給される静
止光束を被検物体の移動に対応して移動するとともに周
期的に分布する複数の可動光束に変換する変換素子と、
前記可動光束に対して静止した受光部とを備え、 前記受光部は、前記可動光束の移動方向に沿って周期的
に分布する光感知帯と非光感知帯の繰り返し配列を有す
る光学式エンコーダであって、 前記変換素子には、所定のピッチで周期的に配列された
複数のレンズ要素が光入射面側と光出射側に対をなして
設けられており、前記静止光束から前記可動光束への変
換が前記複数のレンズ要素によって行なわれ、 前記可動光束は、前記変換素子からの出射時点において
平行光束化され、且つ、前記光感知帯と非光感知帯の繰
り返し配列の配列ピッチに対応する幅に絞られている前
記光学式エンコーダ。 - 【請求項６】 前記光感知帯と非光感知帯の繰り返し配
列が、周期的に設けられた受光素子で形成されている、
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載された光学式
エンコーダ。 - 【請求項７】 前記光感知帯と非光感知帯の繰り返し配
列が、前記光感知帯を形成するための透光部と前記非光
感知帯を形成するための遮光部を周期的に設けた固定ス
リット部材と、前記固定スリット部材の前記透光部を通
過した光を受光する受光部によって形成されている、請
求項１〜請求項５のいずれか１項に記載された光学式エ
ンコーダ。 - 【請求項８】 前記複数のレンズ要素を有する変換素子
がプラスチック成形物である、請求項１〜請求項７のい
ずれか１項に記載された光学式エンコーダ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052498A JPH10239108A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 光学式エンコーダ |
| US09/171,564 US6703601B2 (en) | 1997-02-21 | 1998-02-23 | Motion detection of an optical encoder by converging emitted light beams |
| PCT/JP1998/000726 WO1998037383A1 (fr) | 1997-02-21 | 1998-02-23 | Codeur optique |
| EP98904415A EP0905485A4 (en) | 1997-02-21 | 1998-02-23 | OPTICAL ENCODER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052498A JPH10239108A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 光学式エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239108A true JPH10239108A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12916394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9052498A Pending JPH10239108A (ja) | 1997-02-21 | 1997-02-21 | 光学式エンコーダ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6703601B2 (ja) |
| EP (1) | EP0905485A4 (ja) |
| JP (1) | JPH10239108A (ja) |
| WO (1) | WO1998037383A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6927388B2 (en) | 2003-04-24 | 2005-08-09 | Fanuc Ltd | Optical encoder |
| WO2009052058A1 (en) * | 2007-10-15 | 2009-04-23 | Sequal Technologies, Inc. | Linear motion position sensor and method of use |
| JP2017191103A (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | 信得 曾 | 正方向フォーカス走査型の導光エンコーダ |
| WO2022230665A1 (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | エンコーダ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2236772C (en) * | 1998-06-02 | 2003-07-29 | Ching Shun Wang | Focusing-type calculating means |
| US6987619B2 (en) * | 2004-03-31 | 2006-01-17 | General Electric Company | Lens array package and fabrication method |
| DE102004027226A1 (de) * | 2004-06-03 | 2005-12-29 | Methode Electronics Malta Ltd. | Träger mit zumindest einer durchleuchteten optischen Positionsmarke |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3770970A (en) * | 1972-03-15 | 1973-11-06 | Trump Ross Ind Controls Inc | Shaft angle encoder |
| US3881810A (en) * | 1973-11-12 | 1975-05-06 | Sanders Associates Inc | Large field light modulator |
| JPS5963517A (ja) | 1982-10-04 | 1984-04-11 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 光電式エンコ−ダ |
| US4536650A (en) * | 1983-01-26 | 1985-08-20 | Ing. C. Olivetti & C., S.P.A. | Optical transducer with a transparent shutter disk |
| JPS61246621A (ja) | 1985-04-25 | 1986-11-01 | Seiko Epson Corp | エンコ−ダ |
| US4820918A (en) * | 1985-06-28 | 1989-04-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical encoder including transparent substrates having formed indicators therein |
| JPS62298704A (ja) | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Futaba Corp | 光学式測長装置 |
| JPS6378021A (ja) | 1986-09-20 | 1988-04-08 | Fujitsu Ltd | 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ |
| JPH0627654B2 (ja) | 1988-09-07 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | 移動体の位置や速度を光学的に検出する装置 |
| JPH0380325A (ja) | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Fujitsu Ltd | プログラム起動方式 |
| JPH0380325U (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-16 | ||
| JPH087082B2 (ja) * | 1990-09-05 | 1996-01-29 | 松下電器産業株式会社 | 光学式エンコーダ |
| JPH05332790A (ja) | 1992-05-28 | 1993-12-14 | Fujitsu Ltd | 光学式位置検出装置 |
| JP3108203B2 (ja) | 1992-07-23 | 2000-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 光学式エンコーダ |
| JPH08201114A (ja) * | 1995-01-24 | 1996-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学式エンコーダ |
| JP3205680B2 (ja) * | 1995-02-28 | 2001-09-04 | 日本電産コパル株式会社 | 反射型光学式エンコーダ |
| US5696371A (en) * | 1996-05-23 | 1997-12-09 | Eastman Kodak Company | Diffractive/refractive lenslet array |
-
1997
- 1997-02-21 JP JP9052498A patent/JPH10239108A/ja active Pending
-
1998
- 1998-02-23 US US09/171,564 patent/US6703601B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-23 WO PCT/JP1998/000726 patent/WO1998037383A1/ja active Application Filing
- 1998-02-23 EP EP98904415A patent/EP0905485A4/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0905485A4 (en) | 2003-06-25 |
| WO1998037383A1 (fr) | 1998-08-27 |
| US20020020809A1 (en) | 2002-02-21 |
| US6703601B2 (en) | 2004-03-09 |
| EP0905485A1 (en) | 1999-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001017 |