JPS59180426A - 変調光式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents
変調光式ロ−タリ−エンコ−ダInfo
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- JPS59180426A JPS59180426A JP5611983A JP5611983A JPS59180426A JP S59180426 A JPS59180426 A JP S59180426A JP 5611983 A JP5611983 A JP 5611983A JP 5611983 A JP5611983 A JP 5611983A JP S59180426 A JPS59180426 A JP S59180426A
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- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 4
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
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- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
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-
- 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
- G01D5/34723—Scale reading or illumination devices involving light-guides
Landscapes
- 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、低速域での特性の改善、及び微小角測定の目
的で用いられる変調光式ロータリーエンコータに関する
ものである。
的で用いられる変調光式ロータリーエンコータに関する
ものである。
従来から知られている変調光式のオプティカル・ロータ
リーエンコータは、第１図に例示するように、発光ダイ
オード等からなる複数の発光部ｌａ、Ｉｂ、φ・と、そ
れらの発光部に対応するスリント群２ａ、２ｂ、 ｅ・
を持った固定スリット板２と 鳴定ピッチのスリット３
ａ、３−ｈ、・・を設けた被測５ｉｄｌｉ×。
リーエンコータは、第１図に例示するように、発光ダイ
オード等からなる複数の発光部ｌａ、Ｉｂ、φ・と、そ
れらの発光部に対応するスリント群２ａ、２ｂ、 ｅ・
を持った固定スリット板２と 鳴定ピッチのスリット３
ａ、３−ｈ、・・を設けた被測５ｉｄｌｉ×。
す７ ｔ・円板３と、受光素子４とを備え、発光群〉靭
おける発光強度をＴｅｌいに一定の位相差を持たせて正
弦波状に変化させ、一定の周波数の出力信号を受光素子
から得るものである。
おける発光強度をＴｅｌいに一定の位相差を持たせて正
弦波状に変化させ、一定の周波数の出力信号を受光素子
から得るものである。
即ち、上記発光部１ａ、ｌｂ、・・に、例えば４個の発
光グイオートを用い、それらの発光強度をそれぞれ９０
°の位相差を持たせてｌ＋Ｆ弦波状に変化させ、例えば
発光部１ａを基準にして、発光部１ｂには＋８０６、発
光部１ｃには９０°、発光部１ｄには２７ｏ０の位相の
ずれを持たせ、そのために上記発光部にそれぞれｃｏｓ
ωｔ 、 −ｃｏｓ ωｔ 、ｓｉｎ ωｔ 、 −
５ｉｎ ωｔ の入力を１１えると、それらの発光部
の挙動は光源の発光位置を−・定速度で回転させるのと
等価になる。而して、ｈ記固定スリット板２の各発光部
１ａ、Ｉｂ、・やに夕４応するスリット群２ａ、２ｂ、
ｅ拳を、それぞれ空間的に上記発光部と同様の態様で位
相をずらせて配置し、これらのスリッ） ２ａ、２ｂ、
壷や及び被測定スリット円板を通して発光部からの光を
受光素子４により受光させると、被測定スリット円板３
の回転速度に応した周波数の被変調出力信号が得られ、
しかも被測定スリット円板が静１１二していても−・定
の周波数の出力信号を得ることができる。
光グイオートを用い、それらの発光強度をそれぞれ９０
°の位相差を持たせてｌ＋Ｆ弦波状に変化させ、例えば
発光部１ａを基準にして、発光部１ｂには＋８０６、発
光部１ｃには９０°、発光部１ｄには２７ｏ０の位相の
ずれを持たせ、そのために上記発光部にそれぞれｃｏｓ
ωｔ 、 −ｃｏｓ ωｔ 、ｓｉｎ ωｔ 、 −
５ｉｎ ωｔ の入力を１１えると、それらの発光部
の挙動は光源の発光位置を−・定速度で回転させるのと
等価になる。而して、ｈ記固定スリット板２の各発光部
１ａ、Ｉｂ、・やに夕４応するスリット群２ａ、２ｂ、
ｅ拳を、それぞれ空間的に上記発光部と同様の態様で位
相をずらせて配置し、これらのスリッ） ２ａ、２ｂ、
壷や及び被測定スリット円板を通して発光部からの光を
受光素子４により受光させると、被測定スリット円板３
の回転速度に応した周波数の被変調出力信号が得られ、
しかも被測定スリット円板が静１１二していても−・定
の周波数の出力信号を得ることができる。
このようなロータリーエンコーダにおいて、基糸信号（
例えば発光部！ａにおいて供給されているＣｏｓωＬ
の信号）と被変調出力信号との位相差は、被測定スリッ
ト円板３におけるスリット３ａの１ピツチ以下の角変位
に比例しており、これを利用することにより、スリット
の１ピツチ以下の微小角変位の測定を行うことかできる
。
例えば発光部！ａにおいて供給されているＣｏｓωＬ
の信号）と被変調出力信号との位相差は、被測定スリッ
ト円板３におけるスリット３ａの１ピツチ以下の角変位
に比例しており、これを利用することにより、スリット
の１ピツチ以下の微小角変位の測定を行うことかできる
。
しかしながら、実際にこのようなロータリーエンコーダ
を製作する場合、スリットの工作精度、各変調光の強度
の空間的な不均一性等の影響により、充分な精度を得ら
れないのが現状である。
を製作する場合、スリットの工作精度、各変調光の強度
の空間的な不均一性等の影響により、充分な精度を得ら
れないのが現状である。
本発明は、このようなロータリーエンコータにおける測
定精度の向上をはかるため、変調光の発光強度を空間的
に均一化できるようにすると共に、スリットについても
多数のスリットの透過結果を用いることにより、スリッ
トの工作精度の影響を除去できるようにしたロータリー
エンコータを提供しようとするのもである。
定精度の向上をはかるため、変調光の発光強度を空間的
に均一化できるようにすると共に、スリットについても
多数のスリットの透過結果を用いることにより、スリッ
トの工作精度の影響を除去できるようにしたロータリー
エンコータを提供しようとするのもである。
即ち、本発明のロータリーエンコータは、発光強度が互
いに一定の位相差を持って正弦波状に変化せしめられる
発光部と、上記発光部からの変調光をリング状の光導出
面に導く光ガイドと、」−配光導出面に対向配置され、
それぞれの光導出面からの各変調光の位相差に対応した
空間的な位相差を持つスリット群が配設された固定スリ
ット板と、上記固定スリット板に対面し、固定スリット
板からの変調光を通過させる放射方向の多数のスリット
を切設した被測定スリット円板と、上記被測定スリット
円板を通過した光を受光する光検出器とを備えたことを
特徴とし、而して空間的に均一な発光強度を持つ変調光
を得ると共に、多数のスリットを通過した光の平均値を
用いることにより、精度のよい出力信号を得るようにし
たものである。
いに一定の位相差を持って正弦波状に変化せしめられる
発光部と、上記発光部からの変調光をリング状の光導出
面に導く光ガイドと、」−配光導出面に対向配置され、
それぞれの光導出面からの各変調光の位相差に対応した
空間的な位相差を持つスリット群が配設された固定スリ
ット板と、上記固定スリット板に対面し、固定スリット
板からの変調光を通過させる放射方向の多数のスリット
を切設した被測定スリット円板と、上記被測定スリット
円板を通過した光を受光する光検出器とを備えたことを
特徴とし、而して空間的に均一な発光強度を持つ変調光
を得ると共に、多数のスリットを通過した光の平均値を
用いることにより、精度のよい出力信号を得るようにし
たものである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
第２図に示す実施例において、ｌｌａ、Ｉｌｂ、 １１
拳は発光ダイオード等からなる発光部、１２は光ガイド
群、１３はリング状拡散板、１４は固定スリー、ト板、
１５は被測定スリット円板、１８は光ガイド、１７はフ
ォトトランジスタ等の光検出器を示している。
拳は発光ダイオード等からなる発光部、１２は光ガイド
群、１３はリング状拡散板、１４は固定スリー、ト板、
１５は被測定スリット円板、１８は光ガイド、１７はフ
ォトトランジスタ等の光検出器を示している。
なお、第２図においては上記光ガイド群１２、拡散板１
３、固定スリット板１４、被Ｊｌｌｌ定スリット円板１
５、及び光ガイド１６等を、相互に離間した状態で示し
ているが、それらはできるだけ近接した状５８ｊで配設
する必要がある。
３、固定スリット板１４、被Ｊｌｌｌ定スリット円板１
５、及び光ガイド１６等を、相互に離間した状態で示し
ているが、それらはできるだけ近接した状５８ｊで配設
する必要がある。
上記発光ダイオードｌｌａ、ｌｌｂ、・争は、それらの
発光強度を圧いに一定の位相差を持たせて正弦波状に変
化させるようにしたもので、図示したように４個の発光
部を用いる場合には、各発光部における正弦波状の発光
強度に互いに９０°の位相のずれを持たせ、そのため発
光部１１ａ〜Ｉｌｄにはそれぞれｃｏｓ ωｔ 、 −
ｃｏｓ ωｔ 、ｓｌｎ ωｔ 、−５ｉｎ ωｔ
の人力が与えられる。
発光強度を圧いに一定の位相差を持たせて正弦波状に変
化させるようにしたもので、図示したように４個の発光
部を用いる場合には、各発光部における正弦波状の発光
強度に互いに９０°の位相のずれを持たせ、そのため発
光部１１ａ〜Ｉｌｄにはそれぞれｃｏｓ ωｔ 、 −
ｃｏｓ ωｔ 、ｓｌｎ ωｔ 、−５ｉｎ ωｔ
の人力が与えられる。
上記発光部からの変調光を導く光カイＦ群１２は、各発
光部ごとに光ガイドが個別的に設けられ、それぞれの光
ガイド１２ａ、＋２ｂ、 ＠・は、第３１閾に例示する
ように、多数のオプティカルファイバ２０の一端を結束
して発光部に対する対向面２１とし、オプティカルファ
イバの他端はリング状に配列させて光導出面２２が形成
されている。而して、各発光部に対応する光ガイド１２
ａ、１２ｂ、−・は、それらのリング状の光導出面２２
を同心円状に配置し、それらの光導出面にリング状に拡
散板１３を介して固定スリフト板１４が対向配置されて
いる。上記リング状の拡散板１３は、オプティカルファ
イバの光導出面２２からの光の局部的な不均一性を除去
し、光強度を均一化するためのものである。また、上記
固定スリフト板１４には、各党ガイド１２ａ。
光部ごとに光ガイドが個別的に設けられ、それぞれの光
ガイド１２ａ、＋２ｂ、 ＠・は、第３１閾に例示する
ように、多数のオプティカルファイバ２０の一端を結束
して発光部に対する対向面２１とし、オプティカルファ
イバの他端はリング状に配列させて光導出面２２が形成
されている。而して、各発光部に対応する光ガイド１２
ａ、１２ｂ、−・は、それらのリング状の光導出面２２
を同心円状に配置し、それらの光導出面にリング状に拡
散板１３を介して固定スリフト板１４が対向配置されて
いる。上記リング状の拡散板１３は、オプティカルファ
イバの光導出面２２からの光の局部的な不均一性を除去
し、光強度を均一化するためのものである。また、上記
固定スリフト板１４には、各党ガイド１２ａ。
＋２ｂ、・・における同心円状の光導出面２２に対向し
て、発光部における各変調光の位相差に対応した空間的
な位相差を持つスリット群１４ａ、１４ｂ、・・が同心
円状に配設されている。
て、発光部における各変調光の位相差に対応した空間的
な位相差を持つスリット群１４ａ、１４ｂ、・・が同心
円状に配設されている。
この固定スリット板１４を透過した変調光は、放射方向
に多数のスリ７） １５ａを切設した被測定スリント円
板１５を通過し、再び光ガイド１６によって集められた
後、フォトトランジスタ等の光検出器１７によって光電
変換される。この光ガイド１６は、前述した光ガイド群
１２と同様に、オプティカルファイバ等によって形成さ
れるが、被測定スリント円根１５を通過した光を受光面
２３おいて受入れ、その光導出端２４から単一の光検出
器１７に導くように形成されている。
に多数のスリ７） １５ａを切設した被測定スリント円
板１５を通過し、再び光ガイド１６によって集められた
後、フォトトランジスタ等の光検出器１７によって光電
変換される。この光ガイド１６は、前述した光ガイド群
１２と同様に、オプティカルファイバ等によって形成さ
れるが、被測定スリント円根１５を通過した光を受光面
２３おいて受入れ、その光導出端２４から単一の光検出
器１７に導くように形成されている。
なお、上記変調光式ロータリーエンコータを低い変調周
波数において使用する場合には、上記光力イト１６及び
フォトトランジスタからなる光検出器１７に代えて、リ
ング状の太陽電池を利用するのが望ましい。
波数において使用する場合には、上記光力イト１６及び
フォトトランジスタからなる光検出器１７に代えて、リ
ング状の太陽電池を利用するのが望ましい。
さらに、前記光ガイド＋２ａ、１２ｂ、拳・は、第４図
１こ示すように、アクリル樹脂等によって発光部１１に
対向する対向面２６及びリング状の光導出面２７を形成
すると共に、その表面に光を均一に分散５せるための凹
凸を設けた光導体２５によって形成することもできる。
１こ示すように、アクリル樹脂等によって発光部１１に
対向する対向面２６及びリング状の光導出面２７を形成
すると共に、その表面に光を均一に分散５せるための凹
凸を設けた光導体２５によって形成することもできる。
この場合、上記対向面２６及び光導出面２７を除いて遮
光面とする必要がある。
光面とする必要がある。
また、第５図は本発明の他の実施例を示すもので、３１
は前記実施例における発光部、光ガイド群、及び固定ス
リット板を一体化した組立体、３２は被測定スリット円
板、３３はリング状の太陽電池からなる光検出器を示し
ている。
は前記実施例における発光部、光ガイド群、及び固定ス
リット板を一体化した組立体、３２は被測定スリット円
板、３３はリング状の太陽電池からなる光検出器を示し
ている。
Ｌ足組立体３１は、第６図に示すように、９０°の位相
のずれを持つ発光部３４ａ、３４ｂを中心線上に配設し
、これらの発光部のまわりに、光ガイドと固定スリット
板の機能を兼備したアクリル樹脂等からなる光導体３５
．３８を配設したち、ので、この光導体３５．３６は、
同心円状に配列させた光導出面３７゜３８に第７図に示
すようなシリンドリカル・レンズ部３９を一体的に設け
、このシリンドリカル−レンズ部及び前記発光部３４ａ
、３４ｂのまわりの光導入面を除き、その表面に光を外
部に漏出させないための遮光面を形設している。
のずれを持つ発光部３４ａ、３４ｂを中心線上に配設し
、これらの発光部のまわりに、光ガイドと固定スリット
板の機能を兼備したアクリル樹脂等からなる光導体３５
．３８を配設したち、ので、この光導体３５．３６は、
同心円状に配列させた光導出面３７゜３８に第７図に示
すようなシリンドリカル・レンズ部３９を一体的に設け
、このシリンドリカル−レンズ部及び前記発光部３４ａ
、３４ｂのまわりの光導入面を除き、その表面に光を外
部に漏出させないための遮光面を形設している。
第８図は上記組立体についての他の構成例を示すもので
、発光ダイオードアレイまたはプラズマ焚±板４０によ
って、リング状配列のスリー／ ）状発光部４１ａ 、
４ ｌｂ 、 ４１ｃ 、 ４１ｄを形設し、これら
のスリット状発光部４１ａ〜４１ｄにおける発光強度を
それぞれ９０°の位相差を持たせて正弦波状に変化させ
るように構成している。
、発光ダイオードアレイまたはプラズマ焚±板４０によ
って、リング状配列のスリー／ ）状発光部４１ａ 、
４ ｌｂ 、 ４１ｃ 、 ４１ｄを形設し、これら
のスリット状発光部４１ａ〜４１ｄにおける発光強度を
それぞれ９０°の位相差を持たせて正弦波状に変化させ
るように構成している。
以上に詳述したように、本発明の変調光式ロータリーエ
ンコーダによれば、変調光の光強度の分布が理想的なも
のに近づき、また被測定スリット円板の全スリットを透
過した光を利用できるので、スリットのエツジ部の加工
精度の影響を受けにくくなり、高精度化を期待すること
ができる。
ンコーダによれば、変調光の光強度の分布が理想的なも
のに近づき、また被測定スリット円板の全スリットを透
過した光を利用できるので、スリットのエツジ部の加工
精度の影響を受けにくくなり、高精度化を期待すること
ができる。
第１図は従来例の斜視的構成図、第２図は本発明の実施
例の分解斜視図、第３図及び第４図は光力イトの構成例
を示す斜視図、第５図は本発明の他の実施例の要部分解
斜視図、第６図は要部断面図、第７図は光導体の光導出
面の部分斜視図、第８図はさらに他の実施例における組
立体の止面図である。 ＋１．ｌｌａ 〜ｌｉｄ、３４ａ、３４ｂ ・φ発光部
、１２ａ、１２ｂ＋１−光ガイド、 １３・争拡散根
、１４争・固定スリット板、 １４ａ、＋４ｂ＠Φスリント群、 １５．３２−・被測定スリット円板、 １５ａ ｅ・スリット、 １７．３３・赤光検出器、２
２．３７．３８・−光導出面。 第５図 ３Ｉ ６図 第 ８ 図 第７図
例の分解斜視図、第３図及び第４図は光力イトの構成例
を示す斜視図、第５図は本発明の他の実施例の要部分解
斜視図、第６図は要部断面図、第７図は光導体の光導出
面の部分斜視図、第８図はさらに他の実施例における組
立体の止面図である。 ＋１．ｌｌａ 〜ｌｉｄ、３４ａ、３４ｂ ・φ発光部
、１２ａ、１２ｂ＋１−光ガイド、 １３・争拡散根
、１４争・固定スリット板、 １４ａ、＋４ｂ＠Φスリント群、 １５．３２−・被測定スリット円板、 １５ａ ｅ・スリット、 １７．３３・赤光検出器、２
２．３７．３８・−光導出面。 第５図 ３Ｉ ６図 第 ８ 図 第７図
Claims (1)
- １ 発光強度がＷいに一定の位相差を持って正弦波状に
変化せしめられる発光部と、上記発光部からの変調光を
リング状の光導出面に導く光ガイドと、Ｊ−配光導出面
に対向配置され、それぞれの光導出面からの各変調光の
位相差に対応した空間的な位相差を持つスリット群が配
設された固定スリット板と、上記固定スリット板に対面
し、固定スリ２ト板からの変調光を通過させる放射方向
の多数のスリットを切設した被測定スリット円板と、１
−記被測定スリット円板を通過した光を受光する光検出
器とを備えたことを特徴とする変調光式ロータリーエン
コーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5611983A JPS59180426A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 変調光式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5611983A JPS59180426A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 変調光式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59180426A true JPS59180426A (ja) | 1984-10-13 |
Family
ID=13018178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5611983A Pending JPS59180426A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 変調光式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59180426A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0469714U (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-19 | ||
| CN101893454A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-11-24 | 长春师凯科技产业有限责任公司 | 一种斜形码光调制盘 |
| JPWO2013027805A1 (ja) * | 2011-08-23 | 2015-03-19 | 株式会社ニコン | エンコーダ装置、及び装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4914177A (ja) * | 1972-05-16 | 1974-02-07 | ||
| JPS5696216A (en) * | 1979-12-28 | 1981-08-04 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Index scale for photoelectric encoder |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5611983A patent/JPS59180426A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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