JPS58167916A - パルスエンコ−ダ - Google Patents
パルスエンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS58167916A JPS58167916A JP57050060A JP5006082A JPS58167916A JP S58167916 A JPS58167916 A JP S58167916A JP 57050060 A JP57050060 A JP 57050060A JP 5006082 A JP5006082 A JP 5006082A JP S58167916 A JPS58167916 A JP S58167916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- slits
- grating plate
- optical fiber
- plate
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/486—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
- H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
- H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
- H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は・譬ルスエンコー〆に−し、特にす−Ｉモーメ
の回転角中回転速度を検出するための光学式・青ル誠工
ンコー！にＩｉｔ！。
の回転角中回転速度を検出するための光学式・青ル誠工
ンコー！にＩｉｔ！。
従来のこの種のエンコーダは、光源、回転格子板、固定
格子板、受光素子および信号増幅器又は矩形波変換器を
備えている。光源としてはランノ又は発光ダイオ−Ｆ
（ＬＥＤ）が用いられ、この光源を出た光は回転格子板
の透明部および固定格子板の透明部を経て受光素子に達
する。受光素子は受は取った光を電気信号に変え、この
電気信号は増−器で増幅された後、矩形波に変換される
。
格子板、受光素子および信号増幅器又は矩形波変換器を
備えている。光源としてはランノ又は発光ダイオ−Ｆ
（ＬＥＤ）が用いられ、この光源を出た光は回転格子板
の透明部および固定格子板の透明部を経て受光素子に達
する。受光素子は受は取った光を電気信号に変え、この
電気信号は増−器で増幅された後、矩形波に変換される
。
一般にパルスエンコーダは、モータの回転角や回転速度
を検出するためにモータ内部に組み込まれることが多い
が、従来のノ母ルスエンコーダをモータに組み込んだ場
合、モータの温度上昇に伴ない・母ルスエンコーダも高
温にさらされ、この結果、光源にＩＪＤを用い九場合に
はＬＥＤの出力が低下したシ受光素子や信号増幅器内の
半導体素子の信頼性が低下する勢の問題があった。
を検出するためにモータ内部に組み込まれることが多い
が、従来のノ母ルスエンコーダをモータに組み込んだ場
合、モータの温度上昇に伴ない・母ルスエンコーダも高
温にさらされ、この結果、光源にＩＪＤを用い九場合に
はＬＥＤの出力が低下したシ受光素子や信号増幅器内の
半導体素子の信頼性が低下する勢の問題があった。
また、信号増幅器からの出力信号は信号ケーブルを用い
て伝送されるが、信号ケーブルを十数メツトル取上延長
すると、信号レベルの低下、電磁誘導によるノイズ、あ
るいは信号ケーブルの浮遊容量による波形のなまり等、
伝送上の問題もあった。
て伝送されるが、信号ケーブルを十数メツトル取上延長
すると、信号レベルの低下、電磁誘導によるノイズ、あ
るいは信号ケーブルの浮遊容量による波形のなまり等、
伝送上の問題もあった。
本発明の目的は、上述の従来技術における問題にかんが
み、従来の光源、受光素子および信号増幅器をＩ量ルス
エンコーダ内部に持たせず、これらに替えて光ファイバ
およびレンズを用い、かつ出力信号も信号ケー！ルに替
えて光ファイ・々を用いることにより、パルスエンコー
ダの信頼性を向上させると共に、出力信号の伝送特性を
向上させることにある。
み、従来の光源、受光素子および信号増幅器をＩ量ルス
エンコーダ内部に持たせず、これらに替えて光ファイバ
およびレンズを用い、かつ出力信号も信号ケー！ルに替
えて光ファイ・々を用いることにより、パルスエンコー
ダの信頼性を向上させると共に、出力信号の伝送特性を
向上させることにある。
上記目的を達成するために、本発明により提供される／
ｌｌススンコーダにおいては、光は外部光源より光ファ
イバに導かれ、レンズによりこの光は平行光線に近づけ
られ、この平行光線は回転格子板および固定格子板を透
過させて明暗に変調され、明暗に変調された光は再び光
ファイ・臂により外部に送出される。
ｌｌススンコーダにおいては、光は外部光源より光ファ
イバに導かれ、レンズによりこの光は平行光線に近づけ
られ、この平行光線は回転格子板および固定格子板を透
過させて明暗に変調され、明暗に変調された光は再び光
ファイ・臂により外部に送出される。
以下、本発明の実施例を図面によって詳細に説明する。
第１図（１）は本発明の一実施例によるノ４ルスエ／コ
ーダを示す垂直断面図である。第１図（ａ）において、
１ｔｌｉサーＩ４−タ（図示せず）のシャフトに結合さ
れる回転自在のシャフトであり、シャフト１に回転格子
板２が押え板３を介して固着されている。シャフト１は
ベアリング４を介して外枠５に係合している。入力用光
コネクタ６に入力用光ファイ・中７が接続されており、
入力用光ファイノ譬７の出口に対向して第１のレンガ８
がレンズ取付部９に堆付けられている。第１のレンズ８
は入力用光ファイバ７から放射される光を平行光線にす
る。回転格子板２に対して第１のレンズ８と反対の側に
固定格子板１０が取付けられている。回転格子板２およ
び固定格子板１０はガラス又は薄い金属製で、それぞれ
第１図（ｂ）および（、）に示されるように表面にクロ
ム蒸着工、チング処理等を施して透明部のスリ、トおよ
び不透明部が正確なピッチで刻まれている。本実施例に
おいては、固定格子板ＩＯには第１図（１）に示される
ように上下２列のスリ、トが設けられており、各スリッ
トの巾およびピッチは回転格子板のスリ、トの巾および
ピ、チと実質的に等しくなっている。上側のスリットに
対して下側のスリ、トはスリ、ト巾の半分だけ位相をず
らして設けられている。上側のスリ。
ーダを示す垂直断面図である。第１図（ａ）において、
１ｔｌｉサーＩ４−タ（図示せず）のシャフトに結合さ
れる回転自在のシャフトであり、シャフト１に回転格子
板２が押え板３を介して固着されている。シャフト１は
ベアリング４を介して外枠５に係合している。入力用光
コネクタ６に入力用光ファイ・中７が接続されており、
入力用光ファイノ譬７の出口に対向して第１のレンガ８
がレンズ取付部９に堆付けられている。第１のレンズ８
は入力用光ファイバ７から放射される光を平行光線にす
る。回転格子板２に対して第１のレンズ８と反対の側に
固定格子板１０が取付けられている。回転格子板２およ
び固定格子板１０はガラス又は薄い金属製で、それぞれ
第１図（ｂ）および（、）に示されるように表面にクロ
ム蒸着工、チング処理等を施して透明部のスリ、トおよ
び不透明部が正確なピッチで刻まれている。本実施例に
おいては、固定格子板ＩＯには第１図（１）に示される
ように上下２列のスリ、トが設けられており、各スリッ
トの巾およびピッチは回転格子板のスリ、トの巾および
ピ、チと実質的に等しくなっている。上側のスリットに
対して下側のスリ、トはスリ、ト巾の半分だけ位相をず
らして設けられている。上側のスリ。
トおよび下側のスリットを透過した光はそれぞれ明暗に
変調されており、これらの変調された光はそれぞれ、第
２のレンズ１１および１２によって集光される。第２の
レンズ１１および１２は固定格子板ｌＯに対して回転格
子板２と反対側のレンズ取付部９に取付けられている。
変調されており、これらの変調された光はそれぞれ、第
２のレンズ１１および１２によって集光される。第２の
レンズ１１および１２は固定格子板ｌＯに対して回転格
子板２と反対側のレンズ取付部９に取付けられている。
集光された光拡それぞれ出力用光ファイノ？】３および
１４によって出力用光コネクタ１５および１６に導かれ
る。
１４によって出力用光コネクタ１５および１６に導かれ
る。
１７はパルスエンコーダを保護するケースである。
第１図（ａ）から明らかなように、本実施例によるパル
スエンコーダは内部に、従来の如き、光源、受光素子お
よび信号増幅器に含まれる半導体素子ヲ有していないの
で、サーゲモータ内部に７４ルスエンコーダを内蔵して
もモータの温度上昇によｐ・臂ルスエンコーダの信頼性
が低下することはない。
スエンコーダは内部に、従来の如き、光源、受光素子お
よび信号増幅器に含まれる半導体素子ヲ有していないの
で、サーゲモータ内部に７４ルスエンコーダを内蔵して
もモータの温度上昇によｐ・臂ルスエンコーダの信頼性
が低下することはない。
を九、出力用光コネクタ１５および１６からの信号の伝
送も光ファイ・青により行なうことにより、電磁誘導に
よるノイズや浮遊容量による波形のなまり等もなくなり
、伝送距離を従来に比べて数倍以上延長することが可能
となる。
送も光ファイ・青により行なうことにより、電磁誘導に
よるノイズや浮遊容量による波形のなまり等もなくなり
、伝送距離を従来に比べて数倍以上延長することが可能
となる。
人力用光ファイノ４７と回転格子板８の間に第１のレン
、ｃ８を設は九ことにより人力用光ファイバ７からの光
はほぼ平行光線になるので、漏洩による明暗比の減少は
大巾に低減され、又、光の発散も防止される。
、ｃ８を設は九ことにより人力用光ファイバ７からの光
はほぼ平行光線になるので、漏洩による明暗比の減少は
大巾に低減され、又、光の発散も防止される。
更に、回転格子板２と集光用の第２のレンズ１１および
１２の間に、回転格子板２とピッチの等しいスリ、トを
持つ固定格子板１９を設けたことにより、回転格子板２
を通過してきた光は更に絞られ、それにより明暗比は一
層向上し、従って７４ルスエンコーダの出力における８
／Ｎが向上する。
１２の間に、回転格子板２とピッチの等しいスリ、トを
持つ固定格子板１９を設けたことにより、回転格子板２
を通過してきた光は更に絞られ、それにより明暗比は一
層向上し、従って７４ルスエンコーダの出力における８
／Ｎが向上する。
このように、変調された光の明暗比が向上するため、光
ファイ／４の径に対してスリ、ト閾隔の小さい、すなわ
ち１回転あたシの・母ルス数の多いファイバーを用い九
ノ４ルスエンコーダが可能となり、サー？モータの回転
角および回転速度の検出を精度良く行うことができる。
ファイ／４の径に対してスリ、ト閾隔の小さい、すなわ
ち１回転あたシの・母ルス数の多いファイバーを用い九
ノ４ルスエンコーダが可能となり、サー？モータの回転
角および回転速度の検出を精度良く行うことができる。
更に、第１図（＠）に示した如く、固定格子板１０には
、回転格子板２とスリ、トのビ、チが等しく、互いに１
／４波長（９０°）位相のずれたスリ、トを設けたこと
により、回転格子板２０回転方向の検出が可能となる。
、回転格子板２とスリ、トのビ、チが等しく、互いに１
／４波長（９０°）位相のずれたスリ、トを設けたこと
により、回転格子板２０回転方向の検出が可能となる。
すなわち、第２図の波形図に示されるように、回転格子
板２が固定格子板ｌＯに対して右まわりに（第１図（Ｉ
Ｉ）の矢印方向に）回転しているときは、出力コネクタ
１５には第２図（ａ）の波形が得られ、出力コネクタ１
６にはこれより１／４波長だけ遅れた第２図（ｂ）の波
形が得られる。回転格子板１０が左まわりに回転すれば
、出力コネクタ１５と１６の位相関係は上記と逆になる
。こうして、出力コネクタ１５と１６に得られる波形の
位相関係から回転格子板２０回転方向が検出できる。
板２が固定格子板ｌＯに対して右まわりに（第１図（Ｉ
Ｉ）の矢印方向に）回転しているときは、出力コネクタ
１５には第２図（ａ）の波形が得られ、出力コネクタ１
６にはこれより１／４波長だけ遅れた第２図（ｂ）の波
形が得られる。回転格子板１０が左まわりに回転すれば
、出力コネクタ１５と１６の位相関係は上記と逆になる
。こうして、出力コネクタ１５と１６に得られる波形の
位相関係から回転格子板２０回転方向が検出できる。
また、第２図（１）の波形の立上りおよび立下りと、第
２図（ｂ）の波形の立上シおよび立下りを基にして第２
図（ｅ）に示される・奢ルス信号を得ることにより、固
定格子板ｌＯに一列のスリットのみを設けた場合と比べ
て、より高分解能のＩ４ルスエンコーダとすることがで
きる。
２図（ｂ）の波形の立上シおよび立下りを基にして第２
図（ｅ）に示される・奢ルス信号を得ることにより、固
定格子板ｌＯに一列のスリットのみを設けた場合と比べ
て、より高分解能のＩ４ルスエンコーダとすることがで
きる。
前述の実施例においては、固定格子板１０に上下２列の
スリットを設けたが、回転格子板２と同ピツチの一列の
スリットを設けても、本発明の目的は達成される。この
場合は、２個の第２のレンズ１１．１２に替えて単一の
レンズを用い、出力用光ファイノ櫂も一本となる。
スリットを設けたが、回転格子板２と同ピツチの一列の
スリットを設けても、本発明の目的は達成される。この
場合は、２個の第２のレンズ１１．１２に替えて単一の
レンズを用い、出力用光ファイノ櫂も一本となる。
なお、従来、光ファイバを用い九回転針として、第３図
に示す風速針が知られている。第３図において、光源側
光ファイバ３０と受光側光ファイバ３１の間の光は、風
速に応じて回転する光遮断板３２によって間欠的に遮断
され、こうして受光側光ファイバ３１に得られる・中ル
スによプ風速が検出される。この従来の風速針は、本発
明同様に光ファイバを用いて回転速度を検出しているが
、光遮断板３２の格子間隔がフチイＩ４径以下になると
、漏洩光のために明暗比が小さくなり、これを避けよう
とするとファイバ間の空隙を小さくしなければならず、
本発明の如きサーＩモータの回転角や回転速度の検出に
適用できるものではない。
に示す風速針が知られている。第３図において、光源側
光ファイバ３０と受光側光ファイバ３１の間の光は、風
速に応じて回転する光遮断板３２によって間欠的に遮断
され、こうして受光側光ファイバ３１に得られる・中ル
スによプ風速が検出される。この従来の風速針は、本発
明同様に光ファイバを用いて回転速度を検出しているが
、光遮断板３２の格子間隔がフチイＩ４径以下になると
、漏洩光のために明暗比が小さくなり、これを避けよう
とするとファイバ間の空隙を小さくしなければならず、
本発明の如きサーＩモータの回転角や回転速度の検出に
適用できるものではない。
以上述べたように、本発明により、半導体素子ヲノ４
ル）＜ ：Ｉ−ンコー／内部に持７’ｊせｆ、光ファイ
バおよびレンズを用い九ことにより、Ｉ譬ルスエンコー
ダの信−性が格段に向上すると共に、出力信号の伝送特
性も向上し、さらに、出力信号の８７Ｎ比および精度、
の改善が実現される。
ル）＜ ：Ｉ−ンコー／内部に持７’ｊせｆ、光ファイ
バおよびレンズを用い九ことにより、Ｉ譬ルスエンコー
ダの信−性が格段に向上すると共に、出力信号の伝送特
性も向上し、さらに、出力信号の８７Ｎ比および精度、
の改善が実現される。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は本発明の一実施例による・母ルスエンコ
ー〆を示す垂直断面図、第１図（ｂ）および（ｃ）は第
１図（ａ）に示されている回転格子板および固定格子板
をそれぞれ示す平面図、第２図は第１図（ａ）のノ？ル
スエンコーダの出力波形図、第３図は従来の光ファイバ
を用いた風速針を示す斜視図である。 １・・・シャフト、２・・・回転格子板、３・・・押え
板、４・・・ベアリング、５・・・外枠、６・・・入力
用光コネクタ、７・・・入力用光ファイ／４．８・・・
第１のレンズ、９・・・レンズ取付部、１０・・・固定
格子板、１１゜１２・・・第２のレンズ、１３．１４・
・・出力用光ファイバ、１５．１６・・・出力用光コネ
クタ、１７・・・ケース。 第１図 １．．５．１７ （ｂ） （Ｃ）
ー〆を示す垂直断面図、第１図（ｂ）および（ｃ）は第
１図（ａ）に示されている回転格子板および固定格子板
をそれぞれ示す平面図、第２図は第１図（ａ）のノ？ル
スエンコーダの出力波形図、第３図は従来の光ファイバ
を用いた風速針を示す斜視図である。 １・・・シャフト、２・・・回転格子板、３・・・押え
板、４・・・ベアリング、５・・・外枠、６・・・入力
用光コネクタ、７・・・入力用光ファイ／４．８・・・
第１のレンズ、９・・・レンズ取付部、１０・・・固定
格子板、１１゜１２・・・第２のレンズ、１３．１４・
・・出力用光ファイバ、１５．１６・・・出力用光コネ
クタ、１７・・・ケース。 第１図 １．．５．１７ （ｂ） （Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源からの光を導くための入力用光ファイバ、度光
ファイ・譬から出力された光線を平行光線にする菖１の
レンズ、回転自在のシャフトに堆付叶られ九回°転格子
板、皺回転格子板の格子と同一のピッチで格子が形成さ
れている固定格子板、腋回転格子板および該固定格子板
を通過し九平行光線を集中させる第２のレンズ、および
該集中され九光を導くための出力用光ファイＩ々を具備
するノ譬ルスエンコーダ。 ２、該固定格子板の格子は所定間隔だけ位相をすらし九
２組の格子群を具備する特許請求の範囲ｍ１１１４記１
１ｔ（Ｄ）母ルスエンコーダ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050060A JPS58167916A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | パルスエンコ−ダ |
| EP83301578A EP0090576A3 (en) | 1982-03-30 | 1983-03-22 | A pulse encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57050060A JPS58167916A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | パルスエンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167916A true JPS58167916A (ja) | 1983-10-04 |
Family
ID=12848450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57050060A Pending JPS58167916A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | パルスエンコ−ダ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0090576A3 (ja) |
| JP (1) | JPS58167916A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008151529A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Ojima Shisaku Kenkyusho:Kk | エンコーダ用検出部およびエンコーダ |
| CN107449931A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-08 | 中铁工程装备集团机电工程有限公司 | 隧道机车的轮轴测速码盘装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0210610A3 (de) * | 1985-07-29 | 1990-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Optische Codiereinrichtung |
| DE3820903A1 (de) * | 1988-06-21 | 1990-01-04 | Heidelberger Druckmasch Ag | Elektrische maschine |
| DE4030229C2 (de) * | 1990-09-25 | 1997-07-17 | Bosch Gmbh Robert | Berührungsloser Winkelgeber |
| EP0773547B1 (en) * | 1990-11-30 | 1999-06-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Tape cassette |
| GB2340234B (en) * | 1996-03-08 | 2000-09-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Modular encoder and method for manufacturing the same |
| WO2000043734A1 (fr) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Citizen Watch Co., Ltd. | Instrument optique servant a mesurer un deplacement |
| DE102006022140A1 (de) * | 2006-05-11 | 2007-11-15 | Siemens Ag | Motor mit einer drehbaren Welle und einer optischen Erfassungseinheit |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55126814A (en) * | 1979-03-23 | 1980-10-01 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Phase regulator of rotary encoder |
| JPS5722511A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-05 | Fanuc Ltd | Pulse encoder |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4218615A (en) * | 1978-10-23 | 1980-08-19 | Martin Marietta Corporation | Incremental digital shaft encoder |
| US4266125A (en) * | 1978-12-21 | 1981-05-05 | Hewlett-Packard Company | Optical shaft angle encoder |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP57050060A patent/JPS58167916A/ja active Pending
-
1983
- 1983-03-22 EP EP83301578A patent/EP0090576A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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| CN107449931A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-08 | 中铁工程装备集团机电工程有限公司 | 隧道机车的轮轴测速码盘装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0090576A2 (en) | 1983-10-05 |
| EP0090576A3 (en) | 1985-10-09 |
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