JPS593214A - ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

ロ−タリ−エンコ−ダ

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JPS593214A
JPS593214A JP11214982A JP11214982A JPS593214A JP S593214 A JPS593214 A JP S593214A JP 11214982 A JP11214982 A JP 11214982A JP 11214982 A JP11214982 A JP 11214982A JP S593214 A JPS593214 A JP S593214A
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JP
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voltage
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rectangular wave
voltages
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JP11214982A
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Takashi Nagase
喬 長瀬
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
    • G01D5/26Mechanical 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
    • G01D5/32Mechanical 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
    • G01D5/34Mechanical 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
    • G01D5/36Forming the light into pulses
    • G01D5/366Particular pulse shapes

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検出信号の平均値を基準電圧とするロータリ
ーエンコー〆に関する。
一般に、オプティカルロータリーエンコーダのノRルス
検出手段としては、検出電圧と基皐′電圧とを比較して
、eルスを得る方式が多く使用されている。
しかし温度変動や、劣化寿命や、タコメータディスクと
固定スリットのギャップの変動でノRルス幅が変化し、
従来の固定の基準電圧では検出誤差が生じ問題がある。
第1図fatにオシティカルロータリーエンコーダの構
成図を示す。
1は発光素子、2a 、 2b 、 2cは受光素子、
3は回転ディスク、10は回転軸、4は固定スリット、
5a、5b、5cは波形整形回路で、これ等により構成
されている。
第1図(b)は、そのAチャンネル、Bチャンネル。
2チヤンネルの検出電圧101,102,103の時間
的推移を表わしている。
ところで、矩形波を得る手段としては、第2図falに
示す固定スリン)4(A、Bは電気角で90゜の位相差
を持つように配置され、A+、B十、Z十に受光素子2
a、2b、2cを#き信号を検出する)で回転ディスク
3(A、Bチャンネル用トラックと2チヤンネル用トラ
ツクが穿設されてbる)を介して発光素子1から受光す
ることで、第2図I(b)の(イ)、仲)、(ハ)の各
チャンネルの検出波形が得られる。
これらを波形整形回路5a、5b、5cの内部にある基
準電圧S1. S2. S3と比較して矩形波を得る方
式が多く使用されている。
この検出方式では、第2図(blの正常時に対して、発
光素子1の導度変動や劣化等で光量が低下すると、第2
図(clに表わすように、矩形波(波形整形回路出力)
の幅が変化するという問題があった。
また、受光素子2a、2b、2cの温度特性によっても
、同様の問題が生じていた。
この解決方法としては、第3図に示すように、スリット
の検出とは別に、温度変化や光量劣化の補償用の発・受
光素子1d・2dを用いて、この受光素子2dから得ら
れる油流電圧を基準電圧とする方策が使われる、 しかしながら、第4図に示すように、ロータリーエンコ
ーダがモータ11に直接取り付けられる場合には、モー
タの温度上昇による回転軸10の伸びLlや負荷側回転
軸10のスラスト荷重により回転軸10の動きL2が生
起することがある。
第5図(atは固定スリットと回転スリット間のギャッ
プの変動による検出・璽、圧の変化の関係図であり、第
5図(bl e (c)は基準電圧を一定にした時のギ
ャップ変動と検出電圧及び矩形波の幅の変動を表わし、
第5図(blは正常時、第5図(c)はギャップGが大
となった時の波形図である。
検出電圧A+、B十の大きさは、回転ディスク3と固定
スリット4のギャップGに関係があり、第5図(atに
示したように、ギャップGが小さいG、の場合には検出
電圧が大きくなり、ギャップGが大きIAG2  の場
合には検出電圧が小さくなる。
その大きさの変化は点線501 、502で示したよう
に変化する。
第5図(bl e (clから分るように温度変化や光
量劣化の補償をしても、ギャップGの大きさが変化すれ
ば矩形波の幅が変動することが実征される。
ここにおいて、本発明は、従来装置の難点を克服したロ
ータリーエンコーダを提供することを、その目的とする
第6図(alは、本発明の一実施例における固定スリッ
トの拡大形態図である。
本発明の特徴は、検出筒、圧A+と電気的に180゜位
相差をもった検出電圧A−との平均値を基準電圧にして
いることにある。
第6図(blは、本発明を適用して発光素子の光電が変
化した場合と正常時とを対比させた波形図である。
第6図(clは、本発明を使用してギャップが大きくな
った場合と正常時とを対比させた波形図である。
第6図(dlは、本発明の一実施例の構成を示すブロッ
ク図である。
第6図(atに表わしたようにA十の固定スリットと電
気的に180°位相差をもったA−の固定スリットを追
加穿設している。
これにより、第6図(bl(イ)に示すように、A+と
A−は180°位相差をもった検出信号が得られる、第
6図(dlで表わすように、受光素子2a、2a’から
検出した電圧を2本の抵抗体)6の中点が平均値S′ 
となり、その波形は第6図(b 1(Fiとなる。理想
的には平均値S′ は、直線になるはずであるが、それ
ぞれ僅かな誤差があるため完全な面線にならない。
この電圧SI  を可変抵抗器(VR)7にて調整して
、検出電圧B+と2+の波形整形回路5bと5cに電圧
S2 tとSs zとして入力させ、規定の矩形波出力
になるように調整してbる。
光量が変化した場合の第6図(blにおいて、発光素子
1の光量が低下するとA十、A −、B+、Z十の検出
電圧は小さくなるが、基準電圧S′ も小さくなるので
、矩形波出力の幅は変化しにくい。
ギャップが変化した:ij!@−の第6図(C1におい
ても、光量低下の場合と同様に基準電圧S′も変化する
ため、矩形波の幅は変化しにくいことになる。
なお、A十の検出電圧と平均値電圧S′ とを比較して
Aチャンネル矩形波出力信号として出力させていないの
は、A+とA−の検出電圧の差の電圧を比較すれば、簡
単に矩形波が得られるためである。
このように、第6図Fdlの構成により、温度変化や光
量低下やギャップの変動によっても、矩形波出力の幅が
変化しに〈bロータリーエンコーダを得ることができる
第7図(atは、本発明のイ世の実施例における固定ス
リットの拡大形態図である1、 この実施例は、B−の固定スリットvさらに加えた場合
を示しており、2b’はB−の受光素子である。
Z+の基準電圧83′は、A十、A−、B+、B −の
4検出電圧の平均値S′ によって、可変抵抗器7を介
して得られるので、よシ山流に近い基準電圧となり、2
チヤンネルの矩形波出力の幅が正確に得られるメリット
がある。
第8図は、本発明のさらに他の実施例の構成を示すブロ
ック図である。
A十、A−の検出電圧の平均値の基準電圧を・よすii
I#Jに近づけ光量を調整するためフィルタ回路8を経
ることにし、さらに回路内基準電圧90と発光素子の光
量調整用回路9で比較し、その差電圧の大きさにより発
光素子1の光量を調整させる機能を備えた実施例である
Z十の基準電圧S、/は、A+、A +、 B+、 B
 −の4mtBvi、圧の平均値S′ によって、可変
抵抗器7ft介して得られるので、より直流に近い基準
電圧となり、2チヤンネルの矩形波出方の幅が正確に得
られるメリットがある。
第8図は、本発明のさらに他の実施例の構成を示すブロ
ック図である。
A十、A−の検出電圧の平均値の基m電圧をよシ泊線に
近づけ′yt、量を調整するためフィルタ回路8を経る
ことにし、さらに回路内基準電出頭と発光素子の元ti
li1gu用回路9で比較し、その差電圧の大きさによ
り発光素子1の光音eillAl整させる機能を備えた
実施例である。
ギャップが変化する第6図(c)において、ギャップが
大きくなった場合検出電圧が小さくなり、ノイズ等に弱
くなるのを防ぐために、ltを調整するようにしたもの
である。
これによりギャップが変化しても検出電圧の変化量が小
さくなり対ノイズ性が向上する。
しかして、本発明はリニアタイプのエンコーダにも応用
できる。
かくして本発明によれば、A+とA−の7u気角で18
0°位相差のある2つの検出電圧の平均値を基準電圧S
′にすることによって、発、受光素子の温度変動や発光
素子1の光量低下やさらにはギャップGの大きさの変動
による矩形波出力信号(波形整形回路出力)の幅の変動
特性全補償することができる。
また、この基糸電圧S′ と回路内部の基準電圧90と
全比較し、その差電圧により発光素子1のプし量を調整
することによって、耐ノイズ特性がアップしたロータリ
ーエンコーダが得られる。
【図面の簡単な説明】
第11NHalはオプティカルロータリーエンコーダの
構成図、第1図(blはそのA、B、Zチャンネルの矩
形波出力波形図、第2図(alは従来装置の回転ディス
クと固定スリットの形状図、第2図(b)け従来の正常
時における検出信号波形と矩形波出力信号図、第2図(
clは従来の光量低下時における検出信号波形と矩形波
出力信号図、第3図は従来の温度変動や光量劣化用の発
、受光素子を追加して特性を補償する方式の曲間図、第
4図はロータリーエンコーダの特性変化の原因の解析図
、第5図(atはロータリーエンコーダのギャップの変
動と検出箱圧の変化の関係図、第5図(bl 、 (c
lは正常のときと、ギヤツブ大のときにおける基準電圧
を一足にしたときのギャップ変動と検出電圧および矩形
波の幅の変化図、第6図(a)は本発明の一実施例にお
ける固定スリットの拡大形態図、第6図(blはその実
施例の子宮時と光量低下のときの波形図、第6図(cl
はその実施例の子宮時とギヤツブ大のときの波形図、第
6図(d)けその実施例の回路構成を示すブロック図、
第7図(alは本発明の他の実施例における固定スリッ
トの拡大形態図、第7図(blはこの実施例の各検出電
圧、平均電圧の波形図、第7図(clはこの実施例の路
線図、第8図は本発明のさらに他の実施例の構成を表わ
すブロック図である。 1、ld・・・発光菓子、2a、2a  、2b、2b
  、2c。 2d・・・受光素子、3・・・回転ディスク、4・・・
固定スリット、5a、5b、5c・・・波形整形回路、
6°°°抵抗(川、7・・・ol変抵抗器(VR)、8
・・・フィルタ回路、9・・・光情調幣用回路、10・
・・回転軸、90・・・回路内基準電圧、S 、 S/
 ・・・基準電圧、G・・・ギャップ、101・・・A
チャンネル矩形波出力電圧、102・・・Bチャンネル
矩形波出力箱、圧、103・・・2チャンネル矩形波出
力軍圧。 出願人代理人   猪 股    清 第7図(b) 第7図(C,) 手続補正書 昭和57年7月四日 昭和57年特許願第112149号 2、発明の名称 ロータリーエンコーダ 3、補正をする者 事件との関係特許出願人 (662)株式会社 費用電機製作所 7、補正の対象 明細書全文、図面全集 8、補正の内容 明細書および図面の浄書(内容に変更なし)(1) 62−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発・受光素子と複数のスリットが穿設された回転デ
    ィスクと検出信号を矩形波に変換する波形整形回路とで
    構成されスリット数に応じたAチャンネル信号と電気角
    で900の位相差をもったBチャンネル信号と1回転に
    1回の信号が得られる2チャンネル信号を有するオプテ
    ィカルロータリーエンコーダにおいて、 AtたはBチャンネル信号の信号検出には電気角で18
    0°位相のある2信号である検出電圧A十、検出電圧A
    −または検出電圧B+、M比電圧B−の差電圧を比較し
    て矩形波を得るようにし、 その他の検出信号については前記180°位相差のある
    2信号の平均値である検出電圧A十と検出電圧A−また
    は検出電圧B十と検出電圧B−の平均値あるいは検出電
    圧A+、A−。 B十、B−の平均価を基準電圧とし、この基準電圧と前
    記その他の検出電圧を比較して矩形波を得るようにした
    ことを特徴とするロータリーエ 爾ンコーダ。 2、前記検出信号の平均値と前記波形整形回路内部の基
    準電圧とを比較L7、その差電圧の大きさにより前記発
    光素子の光量を調整させるようにした特許請求の範囲第
    1項記載のロータリーエンコーダ。
JP11214982A 1982-06-29 1982-06-29 ロ−タリ−エンコ−ダ Granted JPS593214A (ja)

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JPH0457966B2 JPH0457966B2 (ja) 1992-09-16

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