JPH10267692A - 光学式エンコーダ - Google Patents

光学式エンコーダ

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JPH10267692A
JPH10267692A JP7799797A JP7799797A JPH10267692A JP H10267692 A JPH10267692 A JP H10267692A JP 7799797 A JP7799797 A JP 7799797A JP 7799797 A JP7799797 A JP 7799797A JP H10267692 A JPH10267692 A JP H10267692A
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JP
Japan
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light
receiving element
light receiving
emitting element
optical encoder
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Pending
Application number
JP7799797A
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English (en)
Inventor
Shinji Kobayashi
信次 小林
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10267692A publication Critical patent/JPH10267692A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子と受光素子の双方を回転円板の一方
の側に配置した光学式エンコーダを提供する。 【解決手段】 1個の発光素子4と第1の受光素子5お
よび第2の受光素子6より成る2個の受光素子を具備
し、これら発光素子および受光素子に対して鏡面回転円
板3をその鏡面を対向して具備し、2個の受光素子5、
6に対して位相差を有して反射光を受光せしめる光学式
エンコーダ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学式エンコー
ダに関し、特に、発光素子と受光素子の双方を回転円板
の一方の側に配置した光学式エンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】光学式エンコーダの従来例を図4を参照
して原理的に極く簡単に説明する。光学式エンコーダ
は、回転ローラ22と回転円板30とがシャフト2を介
して一体的に結合している。この回転円板30には、等
角度間隔に離隔せしめて半径方向にスリット31が形成
されている。そして、回転円板30の一方の側には発光
素子32が配置される一方、回転円板30の他方の側に
は受光素子33が発光素子32に対向して配置されてい
る。発光素子32と受光素子33の対は互に接近して2
対配置されている。ここで、回転ローラ22を図4にお
いて時計廻りに回転すると、これにつれて回転円板30
も時計廻りに回転する。回転円板30の一方の側に配置
される発光素子32と回転円板30の他方の側に配置さ
れる受光素子33とは、回転円板30を介して互に対向
しており、受光素子33は発光素子32の放射する光線
をスリット31を介して受光することができる。
【0003】第1の発光素子32の放射する光線にスリ
ット31が対応すると、光線はスリット31を通過して
第1の受光素子33に受光される。回転円板30が極く
僅かに回転して第2の発光素子32’の放射する光線に
先の同一スリット31が対応すると、光線はスリット3
1を通過して第2の受光素子33’に受光される。回転
円板30のスリット31の幅を所定の幅に設定すること
により、第1の受光素子33および第2の受光素子3
3’により得られる出力パルスの位相関係を図5に示さ
れる通りにすることができる。図5(a)は、第1の受
光素子33により得られる出力パルスの位相は、第2の
受光素子33’により得られる出力パルスの位相と比較
して、位相差Tだけ進んでいる。図5(b)は、第1の
受光素子33により得られる出力パルスの位相は、第2
の受光素子33’により得られる出力パルスの位相と比
較して、Tだけ遅れている。これら両受光素子より得ら
れる出力パルスの位相差Tの進み遅れを検出することに
より、シャフト2の回転方向を検出することができる。
そして、受光素子の出力パルス数を計数することにより
シャフト2の回転数を測定することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の光学式エンコー
ダは、スリットを形成した回転円板30の一方の側に発
光素子を配置すると共に回転円板30の他方の側に受光
素子を発光素子に対向して配置するものである。この場
合、回転円板30の両側に分離して発光素子と受光素子
とを配置することと、両者の光軸を一致させて対向配置
する必要があることに起因して、その組立性は極めて悪
い。そして、この発光素子と受光素子の対を互に接近し
て2組必要とするものであり、部品コストも高くつく。
【0005】この発明は、上述の問題を解消した光学式
エンコーダを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1:1個の発光素子4と第1の受光素子5および
第2の受光素子6より成る2個の受光素子を具備し、こ
れら発光素子および受光素子に対して鏡面回転円板3を
その鏡面を対向して具備し、2個の受光素子5、6に対
して位相差を有して反射光を受光せしめる光学式エンコ
ーダを構成した。
【0007】そして、請求項2:請求項1に記載される
光学式エンコーダにおいて、鏡面回転円板3の表面には
その回転軸中心を通る放射線状にピッチ角αで山および
谷を繰り返す折りがつけられており、ここで、α=36
0°/2n(n:整数)である光学式エンコーダを構成
した。また、請求項3:請求項1および請求項2の内の
何れかに記載される光学式エンコーダにおいて、鏡面回
転円板3の回転中心軸を中心とする同心円上において発
光素子2の両側に第1の受光素子5および第2の受光素
子6の2個を配置した光学式エンコーダを構成した。
【0008】更に、請求項4:請求項3に記載される光
学式エンコーダにおいて、第1の受光素子5と発光素子
2との間の角度と、発光素子2と第2の受光素子6との
間の角度は等角度に設定される光学式エンコーダを構成
した。そして、請求項5:請求項2ないし請求項4の内
の何れかに記載される光学式エンコーダにおいて、鏡面
回転円板3の鏡面の勾配は、鏡面の山が発光素子2に対
向した時に発光素子2から或る放射角を有して放射され
た光を、第1の受光素子5および第2の受光素子6の双
方が受光信号を出力するに充分な量だけ両受光素子に均
等に反射する一方、鏡面の谷が発光素子2に対向した時
に発光素子2から或る放射角を有して放射された光が、
第1の受光素子5および第2の受光素子6の双方に受光
されずに受光信号を出力しない反射をする勾配に設定さ
れることを特徴とする光学式エンコーダを構成した。
【0009】また、請求項6:請求項1ないし請求項5
の内の何れかに記載される光学式エンコーダにおいて、
軸受21が一体的に取り付け固定されている合成樹脂製
のケース1を具備し、軸受21に嵌合して回転するシャ
フト2を具備し、シャフト2はその中心軸を鏡面回転円
板3の回転中心に一致させてその下端部近傍を鏡面回転
円板3に取り付け固定しており、合成樹脂製のケース1
を閉塞する基板7を具備し、基板7表面に発光素子4、
第1の受光素子5および第2の受光素子6を取り付けた
光学式エンコーダを構成した。
【0010】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図の実施
例を参照して説明する。図1は実施例を説明する図であ
り、(a)はその横断面を示す図、(b)は側面透視図
である。図2は図1における円弧A−Aの展開断面図で
ある。図3は受光素子の出力を示す図である。
【0011】図1を参照するに、1はこの発明の光学式
エンコーダの合成樹脂製のケースである。このケース1
には軸受21が一体的に取り付け固定されている。軸受
21はポリアセタールの如き自己潤滑性を有する合成樹
脂により構成することができる。2はシャフトであり、
軸受21に嵌合して回転する。3は鏡面回転円板であ
る。シャフト2はその中心軸を鏡面回転円板3の回転中
心に一致させてその下端部近傍を鏡面回転円板3に取り
付け固定している。鏡面回転円板3の表面には、その回
転軸中心を通る放射線状に折りがつけられている。この
折りはピッチ角αで山および谷を繰り返す。ここで、 α=360°/2n n:整数 4は発光素子、5は第1の受光素子、6は第2の受光素
子であり、これらは7により示される基板表面に取り付
けられている。即ち、発光素子2としては赤外線発光ダ
イオードを1個と、受光素子としては第1の受光素子5
および第2の受光素子6の2個が取り付けられている。
これら発光素子4、第1の受光素子5および第2の受光
素子6の配置の仕方は、シャフト2の中心軸と基板7表
面の交点を中心とする同心円上において、発光素子2の
両側に第1の受光素子5および第2の受光素子6の2個
を配置するものとしている。そして、第1の受光素子5
と発光素子2との間の角度と、発光素子2と第2の受光
素子6との間の角度は等角度に設定される。
【0012】更に、図2を参照するに、鏡面回転円板3
の鏡面の勾配は、鏡面の山が発光素子2に対向した時に
発光素子2から或る放射角を有して放射された光を、第
1の受光素子5および第2の受光素子6の双方が受光信
号を出力するに充分な量だけ両受光素子に均等に反射す
る一方、鏡面の谷が発光素子2に対向した時に発光素子
2から或る放射角を有して放射された光が、第1の受光
素子5および第2の受光素子6の双方に受光されずに受
光信号を出力しない反射をする勾配に設定される。
【0013】以上の受光素子および発光素子の配置され
た基板7に、ポリアセタールの如き自己潤滑性を有する
シャフト軸受21を形成した合成樹脂製のケース1を覆
せ、基板7にネジ8により固定して光学式エンコーダを
組み立てる。図2および図3(a)を参照するに、発光
素子2に鏡面回転円板3の鏡面の谷が対向していると
き、第1の受光素子5および第2の受光素子6の双方は
受光されずに受光信号を出力していない図2(c)の状
態にある。ここで、シャフト2が反時計廻りに回転せし
められると、第2の受光素子6が受光し始めて受光量を
徐々に増加し、やがて受光信号を発生し始める。
【0014】鏡面回転円板3が更に回転し続けて発光素
子2が谷と山の中点近傍に対向する図2(b)に示され
る状態に到達すると、第2の受光素子6の受光量はピー
クに達し、これを通過すると第2の受光素子6の受光量
は減衰し始めて今度は第1の受光素子5も受光して受光
量を徐々に増加し、受光信号を発生するに到る。鏡面回
転円板3がここより更に回転し続けると、発光素子2が
山に対向する図2(a)に示される状態に到達する。こ
こにおいて、第2の受光素子6および第1の受光素子5
の受光量は等しくなる。鏡面回転円板3が更に回転して
発光素子2が山と谷の中点近傍に対向するに到ると、第
1の受光素子5の受光量はピークに達するが、第2の受
光素子6の受光量は減少し、受光信号を出力しなくな
り、再び次の山が発光素子2に対向するに到るまでの間
は第1の受光素子5の受光量も減少し、受光信号を出力
しなくなる。
【0015】鏡面回転円板3の回転が持続すると、以上
の動作を以降も繰り返す。この実施例の場合、シャフト
2を反時計廻りに回転せしめると、第1の受光素子5の
発生する出力の位相は第2の受光素子6の発生する出力
の位相と比較して90゜遅れている。そして、第1の受
光素子5或は第2の受光素子6の発生する出力パルス数
を計数することによりシャフトの回転数を測定すること
ができる。
【0016】シャフト2を反時計廻りに回転せしめる場
合、以上とは逆の過程を繰り返し、第1の受光素子5お
よび第2の受光素子6の出力信号の発生のタイミングは
図3(b)に示される通りになる。この場合、第1の受
光素子5の発生する出力の位相は第2の受光素子6の発
生する出力の位相と比較して90゜進んでいる。
【0017】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明は、1個
の発光素子と第1の受光素子および第2の受光素子より
成る2個の受光素子を具備し、これら発光素子および受
光素子に対して鏡面回転円板3をその鏡面を対向して具
備して2個の受光素子に対して位相差を有して反射光を
受光せしめることにより、回転円板の両側に受光素子お
よび発光素子を配置する従来例の組み立て性悪さを解消
することができ、組み立てコストは低下する。そして、
従来例においては発光素子を2個使用していたのである
が、この発明はこれを1個とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を説明する図。
【図2】図1における円弧A−Aの展開断面図。
【図3】(a)は反時計廻りの時の受光素子の出力を示
す図、(b)は時計廻りの時の受光素子の出力を示す
図。
【図4】従来例を説明する図。
【図5】従来例の受光素子の出力を示す図。
【符号の説明】
1 ケース 2 シャフト 21 軸受 3 鏡面回転円板 4 発光素子 5 第1の受光素子 6 第2の受光素子 7 基板 8 ネジ α ピッチ角

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1個の発光素子と第1の受光素子および
    第2の受光素子より成る2個の受光素子を具備し、 これら発光素子および受光素子に対して鏡面回転円板を
    その鏡面を対向して具備し、 2個の受光素子に対して位相差を有して反射光を受光せ
    しめることを特徴とする光学式エンコーダ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される光学式エンコーダ
    において、 鏡面回転円板の表面にはその回転軸中心を通る放射線状
    にピッチ角αで山および谷を繰り返す折りがつけられて
    おり、α=360°/2n(n:整数)であることを特
    徴とする光学式エンコーダ。
  3. 【請求項3】 請求項1および請求項2の内の何れかに
    記載される光学式エンコーダにおいて、 鏡面回転円板の回転中心軸を中心とする同心円上におい
    て発光素子の両側に第1の受光素子および第2の受光素
    子の2個を配置したことを特徴とする光学式エンコー
    ダ。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載される光学式エンコーダ
    において、 第1の受光素子と発光素子との間の角度と、発光素子と
    第2の受光素子との間の角度は等角度に設定されること
    を特徴とする光学式エンコーダ。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし請求項4の内の何れかに
    記載される光学式エンコーダにおいて、 鏡面回転円板の鏡面の勾配は、鏡面の山が発光素子に対
    向した時に発光素子から或る放射角を有して放射された
    光を、第1の受光素子および第2の受光素子の双方が受
    光信号を出力するに充分な量だけ両受光素子に均等に反
    射する一方、鏡面の谷が発光素子に対向した時に発光素
    子から或る放射角を有して放射された光が、第1の受光
    素子および第2の受光素子の双方に受光されずに受光信
    号を出力しない反射をする勾配に設定されることを特徴
    とする光学式エンコーダ。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし請求項5の内の何れかに
    記載される光学式エンコーダにおいて、 軸受が一体的に取り付け固定されているケースを具備
    し、 軸受に嵌合して回転するシャフトを具備し、シャフトは
    その中心軸を鏡面回転円板の回転中心に一致させてその
    下端部近傍を鏡面回転円板に取り付け固定しており、 ケースを閉塞する基板を具備し、基板表面に発光素子、
    第1の受光素子および第2の受光素子を取り付けたこと
    を特徴とする光学式エンコーダ。
JP7799797A 1997-03-28 1997-03-28 光学式エンコーダ Pending JPH10267692A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009080092A (ja) * 2007-01-19 2009-04-16 Toshihiro Ozasa 軸受摩擦測定方法及び軸受摩擦測定装置
JP2013007411A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Ntn Corp 回転検出機能付き滑り軸受装置
US9188462B2 (en) 2010-06-30 2015-11-17 Ntn Corporation Rotation sensor-equipped bearing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009080092A (ja) * 2007-01-19 2009-04-16 Toshihiro Ozasa 軸受摩擦測定方法及び軸受摩擦測定装置
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