JPS59160716A - レ−ザ式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents
レ−ザ式ロ−タリ−エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS59160716A JPS59160716A JP3518883A JP3518883A JPS59160716A JP S59160716 A JPS59160716 A JP S59160716A JP 3518883 A JP3518883 A JP 3518883A JP 3518883 A JP3518883 A JP 3518883A JP S59160716 A JPS59160716 A JP S59160716A
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- JP
- Japan
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- pits
- phase
- light
- pit
- laser
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- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
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
- G01D5/347—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 using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
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】
芹業上の利用分野
本発明は、回転体の回転角度や速度検出に使用されるロ
ータリーエンコーダに関するものである。
ータリーエンコーダに関するものである。
従来例の構成とその問題点
近年使用されているロータリーエンコーダｌは、発光部
にフォトダイオード、受光部にフォトセンサを備え、ス
リット板を回転させて、光の明暗を検出し、回転角に応
じたパルス数を発生させるものである。この方式は、ス
リット板の製作精度に限界があり、１回転当り数百パル
スというスリット板を製作するのは非常に困難であるこ
とから、精度の高い検出ができないという問題があった
。
にフォトダイオード、受光部にフォトセンサを備え、ス
リット板を回転させて、光の明暗を検出し、回転角に応
じたパルス数を発生させるものである。この方式は、ス
リット板の製作精度に限界があり、１回転当り数百パル
スというスリット板を製作するのは非常に困難であるこ
とから、精度の高い検出ができないという問題があった
。
発明の目的
本発明は上記従来の欠点を解消するもので、超高精度の
検出が可能なロータリーエンコーダを得ることを目的と
する。
検出が可能なロータリーエンコーダを得ることを目的と
する。
発明の構成
上記目的を達するため、本発明のレーザ式ロータリーエ
ンコーダは、周方向等間隔おきの多数の第１のピットと
、この第１のピントと９０’位相の異なる多数の第２の
ピットと、１個の第３のピットとが半径方向に互いに位
置を異ならせて形成されたディスクと、レーザ光を発光
する光源と、この光源からのレーザ光を８つに分割して
前記ディスクの各ピントに照射する照射手段と、前記各
ピットからの反射光を各別に検出する光検出器とを備え
、前記各ピットは、前記ディスクの偏心に対してピント
をトラッキングする必要のないようにディスクの半径方
向に長く形成する構成としたものである。
ンコーダは、周方向等間隔おきの多数の第１のピットと
、この第１のピントと９０’位相の異なる多数の第２の
ピットと、１個の第３のピットとが半径方向に互いに位
置を異ならせて形成されたディスクと、レーザ光を発光
する光源と、この光源からのレーザ光を８つに分割して
前記ディスクの各ピントに照射する照射手段と、前記各
ピットからの反射光を各別に検出する光検出器とを備え
、前記各ピットは、前記ディスクの偏心に対してピント
をトラッキングする必要のないようにディスクの半径方
向に長く形成する構成としたものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。第１図は本発明の一実施例におけるレーザ式ロー
タリーエンコーダの概略全体梅成図で、（１）はレーザ
光発光部、（２） （３）は半透明鏡、（４）は反射鏡
、（６）〜（７）は偏光ビームスプリッタ、（８）〜θ
０は対物レンズ、（１１）は回転ディスク、（ｌｌａ）
はＡ相ピット、（１１ｂ）はＢ相ビット、（ｔｔｃ）は
Ｃ相ピット、０２〜０４１は光検出器である。
する。第１図は本発明の一実施例におけるレーザ式ロー
タリーエンコーダの概略全体梅成図で、（１）はレーザ
光発光部、（２） （３）は半透明鏡、（４）は反射鏡
、（６）〜（７）は偏光ビームスプリッタ、（８）〜θ
０は対物レンズ、（１１）は回転ディスク、（ｌｌａ）
はＡ相ピット、（１１ｂ）はＢ相ビット、（ｔｔｃ）は
Ｃ相ピット、０２〜０４１は光検出器である。
レーザ光発光部（１）から、出力されたレーザ光は、半
透明鏡（２）及び偏光ビームスプリッタ（５）を通り、
対物レンズ（８）により回転ディスク（ロ）上のＡ相ピ
ット（ｌｌａ）により反射されて、再び対物レンズ（８
）を通り、偏光ビームスプリッタ（５）により、反射光
（Ａｉ）となって光検出器（２）に供給され、この−光
検出器（至）で波形整形されてＡ相出力（Ａｏ ）とし
て出力される。（ＢＯ）はＢ相出力であり、Ａ相出力（
Ａｏ ）と９０゜位相が異なる。（ＣＯ）はＣ相出力で
あり、回転ディスクαηが１回転する毎に１パルス出力
される。前記レーザ光発光部（１）から出力されたレー
ザ光は半透ｑ 鏡（２）により１／２が偏光ビームスプ
リッタ（５）へ、残す１／２が半透明鏡（３）へ送られ
る。半透明鏡（３）により、もとのレーザ光の１／４が
偏光ビームスプリッタ（６）へ、残す１／４が反射鏡（
４）へ送られる。従ってＡ相の反射光（Ａｉ）の半分の
光強度がＢ相の反射光（Ｂｉ ）及びＣ相の反射光（Ｃ
ｉ）の光強度であり、それぞれの光強度に応じて光検出
器（２）〜０◆の弁別は行われる。Ｂ相の入射光は半透
明鏡（３）より偏光ビームスプリッタ（６）を通り、対
物レンズ（９）より回転ディスク（ロ）上のＢ相ピット
（ｌｌｂ）で反射され、再び対物レンズ（９）を通って
偏光ビームスプリッタ（ｂ）で反射され、Ｂ相の反射光
（Ｂｉ）となって光検出器＠に入力されて、Ｂ゛相出力
（Ｂｏ ）として出力される。
透明鏡（２）及び偏光ビームスプリッタ（５）を通り、
対物レンズ（８）により回転ディスク（ロ）上のＡ相ピ
ット（ｌｌａ）により反射されて、再び対物レンズ（８
）を通り、偏光ビームスプリッタ（５）により、反射光
（Ａｉ）となって光検出器（２）に供給され、この−光
検出器（至）で波形整形されてＡ相出力（Ａｏ ）とし
て出力される。（ＢＯ）はＢ相出力であり、Ａ相出力（
Ａｏ ）と９０゜位相が異なる。（ＣＯ）はＣ相出力で
あり、回転ディスクαηが１回転する毎に１パルス出力
される。前記レーザ光発光部（１）から出力されたレー
ザ光は半透ｑ 鏡（２）により１／２が偏光ビームスプ
リッタ（５）へ、残す１／２が半透明鏡（３）へ送られ
る。半透明鏡（３）により、もとのレーザ光の１／４が
偏光ビームスプリッタ（６）へ、残す１／４が反射鏡（
４）へ送られる。従ってＡ相の反射光（Ａｉ）の半分の
光強度がＢ相の反射光（Ｂｉ ）及びＣ相の反射光（Ｃ
ｉ）の光強度であり、それぞれの光強度に応じて光検出
器（２）〜０◆の弁別は行われる。Ｂ相の入射光は半透
明鏡（３）より偏光ビームスプリッタ（６）を通り、対
物レンズ（９）より回転ディスク（ロ）上のＢ相ピット
（ｌｌｂ）で反射され、再び対物レンズ（９）を通って
偏光ビームスプリッタ（ｂ）で反射され、Ｂ相の反射光
（Ｂｉ）となって光検出器＠に入力されて、Ｂ゛相出力
（Ｂｏ ）として出力される。
Ｃ相についてもＢ相と同様である。
回転ディスク９時は反射膜を両側より透明な樹脂で、サ
ンドイッチ状にはさんであり、反射膜にはピットと呼ば
れるくぼみが作られている。そのようすを第２図に示す
。第２図は回転ディスク（ロ）のピット部分の拡大平面
図である。回転ディスクａυにはＡ相ピット（ｌｌａ）
、’ Ｂ相ピット（ｌｌｂ） 、 Ｃ相ピット（ＩＩ
Ｃ）か形成されている。Ａ相のレーザ光は斜線部（ａ）
のように回転ディスク（１１）上に照射され、ピント内
の反射光とピット外の反射光との位相が１８００異なる
ため干渉を起し光の強弱ができる。ピット内とピット外
よりの反射光の比に応じて、光検出器（２）に光量が検
出される。光検出器（２）で光レベルを比較し、波形整
形後、ｒｘＪ ｒｏＪの信号となる。つまり光強度が所
定値より大きいと信号「１」を、又所定値より小さいと
信号「０」を出力するというものである。これはＢ相、
Ｃ相についても同様であり、斜線部（ｂ）はＢ相のレー
ザ光の照射面、斜線部（Ｃ）はＣ相のレーザ光の照射面
である。ピッ） （ｌｌａ）〜（ｌｌｃ）は、レーザ光
をトラッキングする必−要のないように、半径方向へ回
転ディスクの偏１心が影−響なくなるような長さまでの
ばしであるのが特徴である。−例としてレーザ光の波長
が０．２μｍのとき、ピット（１１ａ）〜（ｌｌｃ）の
長さは１００μｍ以上、幅は０．８μｍ１深さはレーザ
光の半波長方にあたる０．１μｍであり、−回転当り１
０万パルス以上（ディスク半径８０ｍｍ以上）の検出が
可能である。
ンドイッチ状にはさんであり、反射膜にはピットと呼ば
れるくぼみが作られている。そのようすを第２図に示す
。第２図は回転ディスク（ロ）のピット部分の拡大平面
図である。回転ディスクａυにはＡ相ピット（ｌｌａ）
、’ Ｂ相ピット（ｌｌｂ） 、 Ｃ相ピット（ＩＩ
Ｃ）か形成されている。Ａ相のレーザ光は斜線部（ａ）
のように回転ディスク（１１）上に照射され、ピント内
の反射光とピット外の反射光との位相が１８００異なる
ため干渉を起し光の強弱ができる。ピット内とピット外
よりの反射光の比に応じて、光検出器（２）に光量が検
出される。光検出器（２）で光レベルを比較し、波形整
形後、ｒｘＪ ｒｏＪの信号となる。つまり光強度が所
定値より大きいと信号「１」を、又所定値より小さいと
信号「０」を出力するというものである。これはＢ相、
Ｃ相についても同様であり、斜線部（ｂ）はＢ相のレー
ザ光の照射面、斜線部（Ｃ）はＣ相のレーザ光の照射面
である。ピッ） （ｌｌａ）〜（ｌｌｃ）は、レーザ光
をトラッキングする必−要のないように、半径方向へ回
転ディスクの偏１心が影−響なくなるような長さまでの
ばしであるのが特徴である。−例としてレーザ光の波長
が０．２μｍのとき、ピット（１１ａ）〜（ｌｌｃ）の
長さは１００μｍ以上、幅は０．８μｍ１深さはレーザ
光の半波長方にあたる０．１μｍであり、−回転当り１
０万パルス以上（ディスク半径８０ｍｍ以上）の検出が
可能である。
第３図は光検出器（２）〜α４の入出力波形図で、（イ
）は人相の反射光（Ａｉ）の波形、（切はＡ相出力（Ａ
ｏ）の波形、（ハ）はＢ相の反射光（Ｂｉ ）の波形、
に）はＢ相出力（Ｂｏ）の波形、（ホ）はＣ相の反射光
（Ｃｉ ）の波形、（へ）はＣ相出力（Ｃｏ）の波形で
ある。Ａ相とＢ相との位相差は９０°、Ｃ相は１回転に
つき１パルス必要であることを示している。
）は人相の反射光（Ａｉ）の波形、（切はＡ相出力（Ａ
ｏ）の波形、（ハ）はＢ相の反射光（Ｂｉ ）の波形、
に）はＢ相出力（Ｂｏ）の波形、（ホ）はＣ相の反射光
（Ｃｉ ）の波形、（へ）はＣ相出力（Ｃｏ）の波形で
ある。Ａ相とＢ相との位相差は９０°、Ｃ相は１回転に
つき１パルス必要であることを示している。
このように、レーザ光を発射する光源としてのレーザ光
発光部（１）と、レーザ光の光強度を部分する半透明鏡
（２） （３）及びレーザ光を反射する反射鏡（４）と
、これら半透明鏡（２１（３）を通過した透過光及び反
射＠（４）により反射された反射光を収束させる為の対
物レンズ（８）〜ＱＯと、透過光及び反射光が照射され
る回転ディスク（１１）と、回転ディスクリυよりの反
射光を反射する偏光ビームスプリッタ（５）〜（７）と
、これら偏光ビームスプリッタ（５）〜（７）により反
射された反射光を入力し、人力された光の強度が予め設
定した強度より大きい場合はデジタル（ｆｆｉ ＠ｌ−
１」を出力し、又設定した強度より小さい場合にはデジ
タルＧ４号「０」を出力する光検出：’＋’ｔｊ ＯＺ
〜（１４）を備え、回転ディスク（ｌｉ＋には、Ａ相の
信号を発生するためのＡ ）＠のピット（ｌｌａ）と、
Ｂ相の信号を発生するためのＢ相ピｙ ） （ｌｌｂ）
と、Ｃ相の信号を発生するためのＣ相ピット（ｌｌｃ）
とを備え、これらピッ） （ｌｌａ）〜（ｌｌｃ）・は
、照射されるレーザ光の半波長にあｔこる深さを有して
おり、Ａ相ピット（ｌｌａ）とＢ相ピット（ｌｌｂ）と
は９０°位相が異なっており、又ｃ’！ｔＪピットは回
転ディスクＯＤの一回転に１パルスを発生させるピット
であり、前記３つのピット（ｌｌａ）〜（ｌｌｃ）は、
ディスク回転中に生じる回転ディスク（Ｉυの偏心の影
響を受けない程の長さでもって回転（イスク（Ｉｌｌ上
に放射状に形成されているので１．”Ｙｌ高チ′ツ度の
、演出を行なうことができる。
発光部（１）と、レーザ光の光強度を部分する半透明鏡
（２） （３）及びレーザ光を反射する反射鏡（４）と
、これら半透明鏡（２１（３）を通過した透過光及び反
射＠（４）により反射された反射光を収束させる為の対
物レンズ（８）〜ＱＯと、透過光及び反射光が照射され
る回転ディスク（１１）と、回転ディスクリυよりの反
射光を反射する偏光ビームスプリッタ（５）〜（７）と
、これら偏光ビームスプリッタ（５）〜（７）により反
射された反射光を入力し、人力された光の強度が予め設
定した強度より大きい場合はデジタル（ｆｆｉ ＠ｌ−
１」を出力し、又設定した強度より小さい場合にはデジ
タルＧ４号「０」を出力する光検出：’＋’ｔｊ ＯＺ
〜（１４）を備え、回転ディスク（ｌｉ＋には、Ａ相の
信号を発生するためのＡ ）＠のピット（ｌｌａ）と、
Ｂ相の信号を発生するためのＢ相ピｙ ） （ｌｌｂ）
と、Ｃ相の信号を発生するためのＣ相ピット（ｌｌｃ）
とを備え、これらピッ） （ｌｌａ）〜（ｌｌｃ）・は
、照射されるレーザ光の半波長にあｔこる深さを有して
おり、Ａ相ピット（ｌｌａ）とＢ相ピット（ｌｌｂ）と
は９０°位相が異なっており、又ｃ’！ｔＪピットは回
転ディスクＯＤの一回転に１パルスを発生させるピット
であり、前記３つのピット（ｌｌａ）〜（ｌｌｃ）は、
ディスク回転中に生じる回転ディスク（Ｉυの偏心の影
響を受けない程の長さでもって回転（イスク（Ｉｌｌ上
に放射状に形成されているので１．”Ｙｌ高チ′ツ度の
、演出を行なうことができる。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、ディスク回転中に生
じるディスクの偏心のＤ３ ％を受けない超高精度のロ
ータリーエンコーダを得ることかでき、その工業的利用
価値は極めて大である。
じるディスクの偏心のＤ３ ％を受けない超高精度のロ
ータリーエンコーダを得ることかでき、その工業的利用
価値は極めて大である。
第１図は本発明の一実施例におけるレーザ式ロータリー
エンコーダの概略全体構成図、第２図は回転ディスクの
ピット部の拡大平面図、第３図は光検出器の入出力信号
波形図である。 （１）・・レーザ光発光部、（２） （３）・・半透明
鏡、（４）・・・反射鏡、（５）〜（７）・・・偏光ビ
ームスプリッタ、（８）〜Ｏｑ・・・対物レンズ、◇ト
・・回転ディスク、（ｌｌａ）〜（ＩＩＣ）・・・ピッ
ト、（１２〜Ｑ弔 ・光検出器 代理人 森本義弘 ＠１図 第２図 、ｄ 第３図 （ハフ （勺 −一−−−「−し−一一一一
エンコーダの概略全体構成図、第２図は回転ディスクの
ピット部の拡大平面図、第３図は光検出器の入出力信号
波形図である。 （１）・・レーザ光発光部、（２） （３）・・半透明
鏡、（４）・・・反射鏡、（５）〜（７）・・・偏光ビ
ームスプリッタ、（８）〜Ｏｑ・・・対物レンズ、◇ト
・・回転ディスク、（ｌｌａ）〜（ＩＩＣ）・・・ピッ
ト、（１２〜Ｑ弔 ・光検出器 代理人 森本義弘 ＠１図 第２図 、ｄ 第３図 （ハフ （勺 −一−−−「−し−一一一一
Claims (1)
- 】、 周方向等間隔おきの多数の第１のピットと、この
第１のピットと９０°位相の異なる多数の第２のピット
と、１４Ｉ８１１の第３のピットとが半径方向に互いに
位置を異ならせて形成されたディスクと、レーザ光を発
光する光源と、この光源からのレーザ光を８つに分割し
て前記ディスクの各ピントに照射する照射手段と、前記
各ピントからの反射光を各別に検出する光検出器とを備
え、前記各ピットは、前記ディスクの偏心に対してピッ
トをトラッキングする必要のないようにディスクの半径
方向に長く形成する構成としたレーザ式ロータリーエン
コーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3518883A JPS59160716A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | レ−ザ式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3518883A JPS59160716A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | レ−ザ式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59160716A true JPS59160716A (ja) | 1984-09-11 |
Family
ID=12434875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3518883A Pending JPS59160716A (ja) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | レ−ザ式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59160716A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61176817A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Foster Denki Kk | エンコ−ダ |
| JPH02181607A (ja) * | 1989-01-04 | 1990-07-16 | Toshiba Corp | 回転検出装置に用いる回転円盤の製造方法 |
-
1983
- 1983-03-02 JP JP3518883A patent/JPS59160716A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61176817A (ja) * | 1985-01-31 | 1986-08-08 | Foster Denki Kk | エンコ−ダ |
| JPH02181607A (ja) * | 1989-01-04 | 1990-07-16 | Toshiba Corp | 回転検出装置に用いる回転円盤の製造方法 |
| JPH076812B2 (ja) * | 1989-01-04 | 1995-01-30 | 株式会社東芝 | 回転検出装置に用いる回転円盤の製造方法 |
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