JPS584398B2 - encoder - Google Patents

encoder

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JPS584398B2
JPS584398B2 JP4141678A JP4141678A JPS584398B2 JP S584398 B2 JPS584398 B2 JP S584398B2 JP 4141678 A JP4141678 A JP 4141678A JP 4141678 A JP4141678 A JP 4141678A JP S584398 B2 JPS584398 B2 JP S584398B2
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JP
Japan
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light
code
wheel
code wheel
window
Prior art date
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JP4141678A
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Japanese (ja)
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JPS54133364A (en
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和田昭一
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Toko Seiki Co Ltd
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Toko Seiki Co Ltd
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はコードホイールの外周面に発光素子および受
光素子を配設したエンコーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an encoder in which a light emitting element and a light receiving element are arranged on the outer peripheral surface of a code wheel.

一般に、計量器等ではその計量値を数字車式表示器で表
示するようにしている。
Generally, measuring instruments and the like display their measured values on a numerical wheel type display.

一方、近時計量器からの計量値の読取りを目視によらず
、遠隔地から電気的に読取る自動計量方式が開発されて
いる。
On the other hand, an automatic weighing method has been developed in which the weighing value from a nearby measuring device is electrically read from a remote location instead of visually.

そして、この自動計量方式に用いられる数字車式表示器
ではその各数字車の表示数字を電気信号として出力でき
ることが要求される。
The number wheel type display used in this automatic weighing system is required to be able to output the displayed digits of each number wheel as an electrical signal.

このため、従来の数字車式表示器では、例えば各数字車
に連動する多接点切換えスイッチを設け、そのスイッチ
で抵抗値または電圧等を切換え、その抵抗値または電圧
値を検出することによって外部から表示数字を読取れる
ようにしている。
For this reason, in conventional numeric wheel type displays, for example, a multi-contact changeover switch that is linked to each numeric wheel is provided, and the switch switches the resistance value or voltage, etc., and the resistance value or voltage value is detected. The displayed numbers are readable.

しかしながら、このような数字車式表示器では、多接点
切換スイッチが負荷となるため数字車の歩進に大きなト
ルクを必要とし、微計量領域における負誤差を惹起する
問題があった。
However, in such a numeric wheel type display, the multi-contact changeover switch acts as a load, so a large torque is required to advance the numeric wheel, which causes a problem of negative errors in the micrometering range.

また、多接点切換スイッチにおける切換接点の信頼度が
低く経年性能の保証に難があった。
Additionally, the reliability of the switching contacts in the multi-contact switch was low, making it difficult to guarantee performance over time.

一方、回転体の回動位置を検出する手段として光学的な
コードパターンを有するコードディスクの一側に発光素
子を配置し、他側にコードディスクのコードパターンを
通過する光を受光する複数の受光素子を設け、その受光
素子からコードディスクの回動位置を現わすコード信号
を得るようにしたエンコーダを設け、コードディスクを
回転体に同期させて回転させるものが考えられる。
On the other hand, as a means for detecting the rotational position of the rotating body, a light emitting element is arranged on one side of a code disk having an optical code pattern, and a plurality of light receiving elements are arranged on the other side to receive light passing through the code pattern of the code disk. It is conceivable that an encoder is provided to obtain a code signal representing the rotational position of the code disk from the light-receiving element, and the code disk is rotated in synchronization with a rotating body.

この手段によれば、回転体に格別な負荷が加わることが
なく、また経年変化も格別問題とならない。
According to this means, no particular load is applied to the rotating body, and aging does not pose any particular problem.

したがって、このような手段を使用して数字車の回転位
置、つまり表示数字を読取ることが考えられるわけであ
るが、数字車式表示装置は多数桁の数字車を有するので
、前記のコードディスの両側に発光素子および受光素子
を配置しなければならない、換言すれば大きなスペース
を必要とするエンコーダを各数字車に設けることは困難
で実用化されていない。
Therefore, it is conceivable to use such means to read the rotational position of the number wheel, that is, the displayed number, but since the number wheel type display device has a number wheel with many digits, the above-mentioned code disk is not suitable. It is difficult to provide each number wheel with an encoder, which requires a light emitting element and a light receiving element to be arranged on both sides, in other words, it requires a large space, and has not been put to practical use.

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、コ
ードディスクに相当するコードホイールの外周囲に発光
素子および受光素子を配設すればよく、コードホイール
の軸方向には格別なスペースが不要で、多数のコードホ
イールを数字車式表示器の数字車と同様軸方向に隣接さ
せて配置することもでき、その数字車の表示数字の読取
り等に好適するエンコーダを提供するものである。
This invention was made in view of these circumstances, and it is sufficient to arrange a light emitting element and a light receiving element around the outer periphery of a code wheel corresponding to a code disk, and no special space is required in the axial direction of the code wheel. In this way, a large number of code wheels can be arranged adjacent to each other in the axial direction like the number wheels of a number wheel type display, and an encoder suitable for reading the numbers displayed on the number wheel is provided.

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図中、11は固定軸で、この固定軸11はコードホイー
ル12を回転自在に支承するとともに遮光枠13を回転
不能に支承している。
In the figure, reference numeral 11 denotes a fixed shaft, and this fixed shaft 11 rotatably supports the code wheel 12 and non-rotatably supports the light shielding frame 13.

コードホイール12は非透光性の合成樹脂、例えば黒色
の合成樹脂からなる遮光板14の一側而中心部に、透光
性の合成樹脂、例えば透明な合成樹脂からなる円柱体状
のコードホイール本体15を一体に被漬してなるもので
ある。
The code wheel 12 is a cylindrical code wheel made of a light-transmitting synthetic resin, such as a transparent synthetic resin, located at the center of one side of a light-shielding plate 14 made of a non-light-transmitting synthetic resin, for example, a black synthetic resin. The main body 15 is integrally immersed.

遮光板14はその外周部に数字車式表示器の桁上げ用ビ
ニオンと歯合する歯車部16を形成している。
The light shielding plate 14 has a gear portion 16 formed on its outer periphery, which meshes with a carry pinion of the numeric wheel type display.

また遮光板14は、その一側面中心部に、コードホイー
ル本体15内に埋設する円柱状の突部17およびその突
部17の周面から放射状に突出し、その突出端而がコー
ドホイール本体15の外周面に而一に一致する遮光壁1
8a,18b,18c,18dを突設している。
Further, the light shielding plate 14 has a cylindrical protrusion 17 embedded in the code wheel body 15 at the center of one side thereof, and protrudes radially from the circumferential surface of the protrusion 17, and the protruding end is attached to the code wheel body 15. A light-shielding wall 1 that exactly matches the outer peripheral surface
8a, 18b, 18c, and 18d are provided protrudingly.

この遮光壁18a,18b,18c,18dは第2図に
示すようにコードホイール本体15を10等分する仮想
線0,1,2,3,4,5,67,8,9の中の仮想線
2,4,6.9上に位置している。
These light-shielding walls 18a, 18b, 18c, and 18d are located within the virtual lines 0, 1, 2, 3, 4, 5, 67, 8, and 9 that divide the code wheel body 15 into 10 equal parts, as shown in FIG. It is located on lines 2, 4, 6.9.

したがって、コードホイール本体15の外周面には、第
3図に展開して示すように、遮光壁18a,18b,1
8c,18dの端面が位置する遮光部19と、それが位
置しない透光部20とからなる光学的なコードパターン
21が形成されている。
Therefore, on the outer circumferential surface of the code wheel main body 15, as shown in FIG.
An optical code pattern 21 is formed which includes a light-shielding part 19 where the end faces of 8c and 18d are located and a light-transmitting part 20 where the end face is not located.

遮光枠13は非透光性の合成樹脂、例えば黒色の合成樹
脂からなるものであって、その一側面中心部に嵌合凹所
22を形成し、その嵌合凹所22内にコードホイール本
体15を回転自在に嵌合させている。
The light-shielding frame 13 is made of a non-light-transmitting synthetic resin, for example, a black synthetic resin, and has a fitting recess 22 formed in the center of one side thereof, and the code wheel body is inserted into the fitting recess 22. 15 are rotatably fitted.

そして、遮光枠13はコードホイール本体15の外周面
を囲う周壁部23に投光窓24と受光窓25a,25b
,25c,25dを設けている。
The light shielding frame 13 has a light projecting window 24 and light receiving windows 25a, 25b in a peripheral wall portion 23 surrounding the outer peripheral surface of the code wheel main body 15.
, 25c, and 25d are provided.

投光窓24はコードホイール本体15の端而側の外周面
、つまりコードホイール本体15が回転しても遮光部1
9と対向せず、透光部20のみに対向する軸方向位置に
設けられている。
The light projection window 24 is located on the outer peripheral surface of the code wheel body 15 on the edge side, that is, even if the code wheel body 15 rotates, the light shielding portion 1
It is provided at an axial position facing only the light-transmitting portion 20 without facing the light-transmitting portion 9 .

また、受光窓25a,25b,25c,25dはコード
ホイール本体15の遮光板14側の外周面、つまりコー
ドホイール15が回転した場合に遮光部19と透光部2
0とに選択的に対向する軸方向位置に設けられている。
The light receiving windows 25a, 25b, 25c, and 25d are formed on the outer peripheral surface of the code wheel body 15 on the light shielding plate 14 side, that is, when the code wheel 15 rotates, the light shielding part 19 and the light transmitting part 2
0 and is provided at an axial position selectively opposite to 0.

さらに、遮光板14とビニオンを介して連動する数字車
がその表示数字゛0“を外部に表示している状態におい
て、投光窓24は仮想線5と一致する周方向位置に設け
られており、受光窓25a,25b,25c,25dは
それぞれ仮想線8,6,4.2と一致する周方向位置に
分配して設けられている。
Furthermore, the light projection window 24 is provided at a position in the circumferential direction that coincides with the imaginary line 5 in a state where the number wheel interlocking with the light shielding plate 14 through the pinion is externally displaying the display number "0". , the light receiving windows 25a, 25b, 25c, and 25d are distributed and provided at positions in the circumferential direction that coincide with the virtual lines 8, 6, and 4.2, respectively.

このような構成であれば、コードホイール本体15はそ
の外周面の透光部20から内部に入射する光をその内部
で乱反射し、その外周面の全透光部20から外部に放射
するので、発光ダイオード26が投光窓24からコード
ホイール本体15内にその外周面の透光部20を通して
投光した光はそのコードホイール15の外周而の全透光
部20から外部に放射する。
With such a configuration, the code wheel main body 15 diffusely reflects the light that enters the interior from the transparent portion 20 on the outer circumferential surface, and radiates it to the outside from the fully transparent portion 20 on the outer circumferential surface. The light emitted by the light emitting diode 26 from the light projection window 24 into the code wheel main body 15 through the transparent portion 20 on the outer circumference thereof is radiated to the outside from the entire transparent portion 20 on the outer circumference of the code wheel 15.

したがって、各フォトトランジスタ27a,27b,2
7c,27dに、それを装填した受光窓25a,25b
,25c,25dが透光部20に対向していれば発光ダ
イオード26からの光がコードホイール本体15を通し
て入射する。
Therefore, each phototransistor 27a, 27b, 2
7c, 27d, light receiving windows 25a, 25b loaded with it
, 25c, and 25d face the transparent portion 20, light from the light emitting diode 26 enters through the code wheel body 15.

ところで、コードホイール本体15は数字車と連動して
、第2図において時計方向に歩進するので、各受光窓2
5a,25b,25c,25dは数字車の表示数字の変
化に対応してコードホイール本体15の外周而の遮光部
19と透光部20とに選択的に対向する。
By the way, since the code wheel main body 15 moves clockwise in FIG. 2 in conjunction with the number wheel, each light receiving window 2
5a, 25b, 25c, and 25d selectively face the light-shielding portion 19 and the light-transmitting portion 20 on the outer periphery of the code wheel body 15 in response to changes in the displayed numbers on the number wheel.

したがって、第4図に電気回路で示すように、発光ダイ
オード26の光をコードホイール本体15を通してフォ
トトランジスタ27a,27b,27c,27dに入射
するようにすると、数字車の表示数字、換言すればその
数字車に連動するコードホイール本体15の回動位置に
応じて各フォトトランジスタ27a,27b,27c,
27dは選択的に光を受光したり、しなかったりして、
その出力レベルに変化を発生する。
Therefore, as shown in the electric circuit in FIG. 4, if the light from the light emitting diode 26 is made to enter the phototransistors 27a, 27b, 27c, and 27d through the code wheel body 15, the displayed number on the number wheel, in other words, the Each phototransistor 27a, 27b, 27c,
27d selectively receives or does not receive light,
producing a change in its output level.

そこで、数字車の表示数字の変化に対する各フォトトラ
ンジスタ27a,27b,27c,27dの各出力A,
B,C,Dの出力レベル変化を光を受光した場合を論理
レベル”0”とし、光を受光しなかった場合を論理レベ
ル”1”として表にすると、次の出力表が得られる。
Therefore, each output A of each phototransistor 27a, 27b, 27c, 27d in response to a change in the number displayed on the number wheel,
If the output level changes of B, C, and D are tabulated with the logic level "0" when light is received and the logic level "1" when no light is received, the following output table is obtained.

したがって、この出力表で明らかなように、各フォトト
ランジスタ27a,27b,27c,27dの出力を組
合せれば、数字車の表示数字”0″〜“9″に対してそ
れぞれ異なるコード信号を得ることができる。
Therefore, as is clear from this output table, by combining the outputs of the phototransistors 27a, 27b, 27c, and 27d, different code signals can be obtained for the numbers "0" to "9" displayed on the number wheel. Can be done.

つまり、数字車の表示数字を現わすコード信号を出力す
ることができるものである。
In other words, it is capable of outputting a code signal representing the displayed number on the number wheel.

しかも、そのようなコード信号は、例えば第5図に示す
ような論理変換回路28を使用すれば通常の”0″〜゛
9″を示す10進信号にも、また2進化10進信号にも
容易に変換することができるものである。
Moreover, such a code signal can be converted into a normal decimal signal indicating "0" to "9" or a binary coded decimal signal by using a logic conversion circuit 28 as shown in FIG. It can be easily converted.

したがって、発光ダイオード26を発光させ、各フォト
トランジスタ27a,27b,27c,27dが出力す
るコード信号を検出するようにすれば、数字車の表示数
字を容易に読取ることができるものである。
Therefore, if the light emitting diode 26 is made to emit light and the code signals output from the phototransistors 27a, 27b, 27c, and 27d are detected, the numbers displayed on the number wheels can be easily read.

しかも、その構成はコードホイル本体15の外周囲に遮
光枠13を介して発光ダイオード26およびフォトトラ
ンジスタ27a,27bt27c27dを配置するもの
であるから、その発光ダイオード、フオトトランジスタ
のための配置スペースをコードホイール本体15、つま
りコードホイール12の両側に設けなくともよいので、
複数のコードホイール12を軸方向に隣接させて配置で
きるため、複数の数字車を軸方向に隣接させて有する数
字車式表示器の各数字車の表示数字を読取るものとして
好適するものである。
Moreover, since the configuration is such that the light emitting diode 26 and the phototransistors 27a, 27bt27c27d are arranged around the outer periphery of the code foil main body 15 via the light shielding frame 13, the arrangement space for the light emitting diode and phototransistor is taken up by the code wheel. Since it is not necessary to provide it on both sides of the main body 15, that is, the code wheel 12,
Since a plurality of code wheels 12 can be arranged adjacent to each other in the axial direction, it is suitable for reading the displayed numbers on each number wheel of a number wheel type display having a plurality of number wheels adjacent to each other in the axial direction.

なお、以上の説明は数字車式表示器の数字車の表示位置
を読取る場合についてであったが、それに限らず他の回
転体の回転位置の読取り、例えば指針目盛式表示器の指
針の回動位置の読取りなどにも適用できるものである。
Note that the above explanation was about reading the display position of the number wheel on a number wheel type display, but it is not limited to this and can also be used to read the rotational position of other rotating bodies, such as the rotation of the pointer on a pointer scale type display. It can also be applied to position reading, etc.

また、前記実施例では単一の発光素子を受光素子と軸方
向位置を異ならせて設けているが、例えば2つの発光素
子を少なくともその一方が常にコードホイールの外周面
の透光部と対向するようにすれば受光素子と軸方向位置
を一致させて設けてもよいものである。
Further, in the above embodiment, a single light emitting element is provided at a different axial position from the light receiving element, but for example, two light emitting elements may be provided, at least one of which always faces the transparent part of the outer peripheral surface of the code wheel. If this is done, the light receiving element may be provided in the same axial position as the light receiving element.

さらに、前記実施例では複数の受光素子をコードホイー
ルの外周囲に周方向に位置を異ならせて配置しているが
、例えばコードホイールの外周而に形成するコードパタ
ーンを第6図に示すようなものにすれば、同図に点線の
丸印26,27a,27b,27c,27dで示すよう
に発光素子および受光素子を周方向位置を一致させて軸
方向に配列してもよいものである。
Furthermore, in the embodiment described above, a plurality of light receiving elements are arranged at different positions in the circumferential direction around the outer periphery of the code wheel. In other words, the light-emitting elements and the light-receiving elements may be arranged in the axial direction with their circumferential positions aligned, as shown by dotted circles 26, 27a, 27b, 27c, and 27d in the figure.

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

第1図はこの発明の一実施例を示す縦断而図、第2図は
第1図における■−■線断面図、第3図は同実施例のコ
ードパターン部の展開図、第4図は同実施例の電気回路
図、第5図は同実施例のコード信号を変換する論理変換
回路の一例を示す回路図、第6図はコードパターンの他
の例を示す展開図である。 0〜9・・・・・・仮想線、11・・・・・・固定軸、
12・・・・・・コードホイール、13・・・・・・遮
光枠、14・・・・・・遮光板、15・・・・・・コー
ドホイール本体、17・・・・・・突起、18a〜18
d・・・・・・遮光壁、19・・・・・・遮光音臥20
・・・・・・透光部、21・・・・・・コードパターン
、22・・・・・・嵌合凹部、23・・・・・・周壁、
24・・・・・・投光窓、25a〜25d・・・・・・
受光窓、26・・・・・・発光素子、27a〜27d・
・・・・・受光素子。
Fig. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken along the line ■-■ in Fig. 1, Fig. 3 is a developed view of the code pattern portion of the same embodiment, and Fig. 4 is a FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a logic conversion circuit for converting a code signal according to the same embodiment, and FIG. 6 is a developed diagram showing another example of the code pattern. 0 to 9...Virtual line, 11...Fixed axis,
12... Code wheel, 13... Light blocking frame, 14... Light blocking plate, 15... Code wheel body, 17... Protrusion, 18a-18
d... Light-shielding wall, 19... Light-shielding sound 20
......Transparent part, 21... Code pattern, 22... Fitting recess, 23... Peripheral wall,
24... Floodlight window, 25a-25d...
Light receiving window, 26... Light emitting element, 27a to 27d.
·····Light receiving element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 外周面に透光部と遮光部とからなる光学的なコード
パターンを形成し、その透光部の一部から入射された光
を内部で乱反射して全透光部から外部へ放射するコード
ホイールと、このコードホイールの外周囲に固定して設
けた遮光枠と、この遮光枠に設けた投光窓および複数の
受光窓と、前記透光窓から前記コードホイール内にその
外周面の透光部を通して光を投光する発光素子と、前記
受光窓を通して前記コードホイールの外周面の透光部か
ら放射される光を受光し、前記コードホイールの前記固
定枠に対する相対的な回動位置を現わすコード信号を出
力する複数の受光素子とを具備してなることを特徴とす
るエンコーダ。 2 コードホイールを数字車式表示器の数字車に同期さ
せて回転し、その数字車の表示数字を読取れるようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のエンコ
ーダ。
[Claims] 1. An optical code pattern consisting of a light-transmitting part and a light-blocking part is formed on the outer circumferential surface, and light incident from a part of the light-transmitting part is diffusely reflected internally to form a completely transparent part. A code wheel that emits light to the outside from the code wheel, a light shielding frame fixedly provided around the outer periphery of the code wheel, a light emitting window and a plurality of light receiving windows provided in the light shielding frame, and a light transmitting window that emits light from the light transmitting window into the code wheel. a light emitting element that emits light through a transparent portion on the outer peripheral surface of the code wheel; and a light emitting element that receives light emitted from the transparent portion of the outer peripheral surface of the code wheel through the light receiving window, and 1. An encoder comprising a plurality of light receiving elements that output a code signal representing a rotational position. 2. The encoder according to claim 1, characterized in that the code wheel rotates in synchronization with the number wheels of a number wheel type display so that the numbers displayed on the number wheel can be read.
JP4141678A 1978-04-07 1978-04-07 encoder Expired JPS584398B2 (en)

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