JPH11108697A - 光学式位置検出装置の検出器配置構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検知スリットの幅のばらつきに起因する出
力信号の誤差の発生を回避することのできる光学式位置
検出装置の検出器配置構造を提供する。 【解決手段】 ロータリーエンコーダー１は、回転板１
０のスリット部１１と対応する位置に、四個の検出器２
０…がスリット部１１を形成する回転スリット１１Ａの
延設方向に配列されて同一回転スリット１１Ａを検知す
るよう設けられて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検知スリットが
所定間隔で配列形成された被検知部材の被検知スリット
を検出器で光学的に検知し、被検知部材の被検知スリッ
トと直交する方向の移動量と対応する信号を出力する光
学式位置検出装置の検出器配置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検知スリットが所定間隔で形成された
被検知部材の被検知スリットを検出器で光学的に検知
し、被検知部材の被検知スリットと直交する方向の移動
量と対応した信号を出力する光学式位置検出装置とし
て、回転角度を検出するインクリメンタル形ロータリー
エンコーダーがある。

【０００３】インクリメンタル形ロータリーエンコーダ
ーは、図４に概念図を示すように、回転板１０のスリッ
ト部１１と対応する位置に、検出器２０が配設されて構
成される。

【０００４】回転板１０は、回転軸１２を中心として回
転自在であって、被検知スリットとして径方向の回転ス
リット１１Ａが、回転軸１２を中心として円形に配列さ
れてスリット部１１が形成されている。

【０００５】検出器２０は、回転板１０のスリット部１
１と同様にスリット（固定スリット２１Ａ）が形成され
たスリット板２１と、このスリット板２１を挟んで対向
配置された発光器２２及び受光器２３とから成り、スリ
ット板２１を回転板１０のスリット部１１に近接させ
て、発光器２２と受光器２３の間に回転板１０（スリッ
ト部１１）とスリット板２１が位置するように配設され
る。

【０００６】これにより、検出器２０の発光器２２から
出射して受光器２３に至る（受光される）光量は、回転
板１０のスリット部１１の回転スリット１１Ａがスリッ
ト板２１の固定スリット２１Ａと一致した状態で最大と
なると共に、スリット部１１の回転スリット１Ａがスリ
ット板２１の固定スリット２１Ａの間の光線不透過部と
一致した状態で最小となり、このために回転板１０が回
転すると受光器２３からは回転スリット１１Ａと対応し
た波形信号が出力される。この波形信号をパルス信号化
して計数することで回転板の回転量を知ることができる
ようになっているものである。

【０００７】ここで、回転スリット１１Ａの形成誤差に
起因する検出精度の劣化を回避するために、検出器２０
を対で（二個）配設し、それら検出器２０による検知信
号を電圧比較器で処理してパルス信号を形成することが
行われている。また、複数の検出器２０をスリット板２
１の位相をずらして配設し、位相がずれたパルス信号を
得るようにして、回転スリット１１Ａの配設ピッチ以下
に検出精度を高めることも行われている。この場合、二
対四個の検出器２０が設けられ、図６に示すように対の
検出器の検知信号ａ，−ａ及びｂ，−ｂから出力信号Ａ
及びＢが形成されるように構成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のごと
く二対四個の検出器が設けられるものでは、検出器は図
５（Ａ），（Ｂ）に示すごとく配置されていた。即ち、
（Ａ）は対となる検出器２０Ａ，２０ａが回転板の径方
向（回転スリット１１Ａと平行方向）に隣接配設される
と共に、これらと位相の異なる対の検出器２０Ｂ，２０
ｂは周方向に隣接して配設されているものであり、
（Ｂ）は対となる検出器２０Ａ，２０ａが周方向に隣接
配設されると共に、これらと位相の異なる対の検出器２
０Ｂ，２０ｂは径方向に隣接して配設されているもので
ある。

【０００９】しかしながら、このような検出器の配置構
造では、全ての検出器が同一の回転スリットを検知して
いるものではないため、回転スリットの幅のばらつきに
起因してパルス信号の波形の精度が低下し、その結果、
出力信号に隣接ピッチ誤差及び累積誤差を生ずるという
問題がある。このような問題は、特に回転板を大径化す
ると顕著となって高精度化が極めて困難なものである。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、被検知スリットの幅のばらつきに起
因する出力信号の誤差の発生を回避することのできる光
学式位置検出装置の検出器配置構造を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る光学式位置検出装置の検出器配置構造は、被検
知スリットが配列形成された被検知部材の前記被検知ス
リットを複数の検出器で光学的に検知して前記被検知部
材の前記被検知スリットと交差する方向の移動量と対応
した信号を出力する光学式位置検出装置において、前記
全ての検出器が前記被検知スリットの延設方向に配列さ
れて同一被検知スリットを検知するように構成されてい
ることを特徴とする。

【００１２】上記光学式位置検出装置は、二対四個の上
記検出器を備えてそれぞれ対になる前記検出器の検知信
号から出力信号を形成して位相の異なる二つの出力信号
を出力するものであって、前記検出器は、異なる出力信
号を形成するものが交互に配設されていることを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明の光学式位置検出
装置の検出器配置構造の一構成例を適用した光学式位置
検出装置としてのインクリメンタル形ロータリーエンコ
ーダーの概念構成図である。

【００１４】図示ロータリーエンコーダー１は、回転板
１０のスリット部１１と対応する位置に、四個の検出器
２０（２０Ａ，２０ａ，２０Ｂ，２０ｂ）が回転板１０
の径方向に並んで設けられて構成されており、検出器２
０Ａ，２０ａの検知信号からＡ信号を、検出器２０Ｂ，
２０ｂの検知信号からＡ信号とは位相の異なるＢ信号を
形成して出力するようになっている。

【００１５】回転板１０は、回転軸１２で回転自在とな
っており、径方向の被検知スリットとしての回転スリッ
ト１１Ａが当該回転スリット１１Ａと等しい角度間隔で
回転軸を中心として円形に配列されてスリット部１１が
形成されている。

【００１６】検出器２０は、回転板１０のスリット部１
１と同様な固定スリット２１Ａ（２１ＡＡ，２１Ａａ，
２１ＡＢ，２１Ａｂ）が形成されたスリット板２１と、
このスリット板２１を挟んで対向配置された発光器２２
（２２Ａ，２２ａ，２２Ｂ，２２ｂ）及び受光器２３
（２３Ａ，２３ａ，２３Ｂ，２３ｂ）とにより構成され
ており、スリット板２１を回転板１０のスリット部１１
に近接させて、発光器２２と受光器２３の間に回転板１
０（スリット部１１）とスリット板２１が位置するよう
に配設されている。尚、スリット板２１は四個の検出器
２０Ａ，２０ａ，２０Ｂ，２０ｂで兼用となっている。
即ち、一枚のスリット板２１にリット２１ＡＡ，２１Ａ
ａ，２１ＡＢ，２１Ａｂが形成されているものである。

【００１７】ここで、四個の検出器２０Ａ，２０ａ，２
０Ｂ，２０ｂは、前述のごとく回転板１０の径方向（即
ち回転スリット１１Ａの延設方向）に近接して配設され
ており、その配置順序は、図２に示すように、外周側か
ら検出器２０Ａ、検出器２０Ｂ、検出器２０ａ、検出器
２０ｂとなっている。つまり、Ａ信号を形成する原信号
を出力する検出器２２Ａ，２２ａと、Ｂ信号の原信号を
出力する検出器２０Ｂ，２０ｂが、交互に、且つ、回転
板１０の同一の回転スリット１１Ａと対応するように配
設されているものである。

【００１８】而して、上記のごとき検出器２０の配置構
造によれば、全ての検出器２０（２０Ａ，２０ａ，２０
Ｂ，２０ｂ）が同一の回転スリット１１Ａを検知してい
るため、個々の回転スリット１１Ａの幅にばらつきがあ
ると全ての検出器２０…からの検知信号に等しい波形変
化を生ずる。このため、形成された出力信号には回転ス
リット１１Ａの誤差に起因した隣接ピッチ誤差及び累積
誤差は生じないものである。

【００１９】尚、上記構成例はＡ，Ｂ信号を形成する原
信号を出力する検出器２０…を交互に配置したものであ
るが、図３に示すように検出器２０…をＡ，Ｂ信号毎に
配置しても回転スリット１１Ａの誤差に起因する隣接ピ
ッチ誤差及び累積誤差の発生は回避できる。しかし、こ
の場合には回転板１０の偏心誤差によってＡ，Ｂ信号の
位相差にゆらぎを生ずる。これは、上述の構成例のよう
にＡ，Ｂ信号を形成する原信号を出力する検出器２０…
を交互に配置することで最小限に抑えることができるた
め、より好ましいものである。

【００２０】また、上記構成例は、本願発明をロータリ
ーエンコーダーに適用したものであるが、これに限るも
のではなく、リニアエンコーダーに適用可能であること
は言うまでもない。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係る光学
式位置検出装置の検出器配置構造によれば、全ての検出
器が被検知スリットの延設方向に配列されて同一の被検
知スリットを検知するように構成されていることによ
り、個々の被検知スリットの幅にばらつきがあってもパ
ルス信号の波形変化は全ての検出器からの出力波形に対
して生ずることとなり、被検知スリットの誤差に起因す
る隣接ピッチ誤差及び累積誤差は生じないものである。
これにより、回転板を大径化して高精度化することも可
能となるものである。

【００２２】また、異なる出力信号を形成する検出器が
交互に配設されていることにより、被検知部材の偏心誤
差に起因して生ずる出力信号の位相差のゆらぎを最小限
に抑制できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学式位置検出装置の検出器配置
構造の一構成例を適用したロータリーエンコーダーの概
念構成図である。

【図２】その検出器の配置構造を示す図である。

【図３】検知器の異なる配置構造を示す図である。

【図４】従来例としてのロータリーエンコーダーの概念
図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）は従来例の検出器の配置構造を
示す図である。

【図６】検出器の検知信号と出力信号形成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータリーエンコーダー（光学式位置検出装置） １０ 回転板（被検知部材） １１Ａ 回転スリット（被検知スリット） ２０（２０Ａ，２０ａ，２０Ｂ，２０ｂ） 検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検知スリットが配列形成された被検知
   部材の前記被検知スリットを複数の検出器で光学的に検
   知して前記被検知部材の前記被検知スリットと交差する
   方向の移動量と対応した信号を出力する光学式位置検出
   装置において、 前記全ての検出器が前記被検知スリッ
   トの延設方向に配列されて同一被検知スリットを検知す
   るように構成されていることを特徴とする光学式位置検
   出装置の検出器配置構造。
2. 【請求項２】 上記光学式位置検出装置は、二対四個の
   上記検出器を備えてそれぞれ対になる前記検出器の検知
   信号から出力信号を形成して位相の異なる二つの出力信
   号を出力するものであって、前記検出器は、異なる出力
   信号を形成するものが交互に配設されていることを特徴
   とする請求項１に記載の光学式位置検出装置の検出器配
   置構造。