JPS5971598A - 光学式アブソリユ−トエンコ−ダ - Google Patents

光学式アブソリユ−トエンコ−ダ

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JPS5971598A
JPS5971598A JP57181471A JP18147182A JPS5971598A JP S5971598 A JPS5971598 A JP S5971598A JP 57181471 A JP57181471 A JP 57181471A JP 18147182 A JP18147182 A JP 18147182A JP S5971598 A JPS5971598 A JP S5971598A
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/22Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/30Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental
    • H03M1/308Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental with additional pattern means for determining the absolute position, e.g. reference marks

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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】 本発明は光学式アブン刀−−トエンコーダに係υ、特に
光漏れによる基準信号の電圧レベルの変動を防止した光
学式アプソリーートエンコーダに関する。
一般に、光学式アブソリーートエンコーダは、発光素子
と、例えばモータの回転軸に固定された回転符号板と、
固定板と、受光素子を備えており、発光素子からの光の
うち、回転符号板に設けられた光透過部および固定板に
設けられたスリットを透過したものを受光素子によシミ
気信号に変換することによって、モータ等の回転角度お
よび回転位置を検出するものである。回転符号板の光透
過部は、同心円状の複数のコードパターンと、基準パタ
ーンからなっておシ、固定板のスリットハ各コードパタ
ーンおよび基準パターンのそれぞれに対応して設けられ
ている。
従来、固定板に設けられたスリットは、回転符号板の半
径方向に一直線状に配列されていたので、コードパター
ンを透過した光が基準パターンに対応するスリットにも
漏れ、これによシ、基準信号の電圧レベルが変動して出
力信号に誤差を生じるという問題があった。
本発明の目的は、上記従来技術における問題にかんがみ
、固定板に設けられたスリットの中で、基準パターンに
対応するスリットを回転符号板の回転方向に配列すると
いう構想に基づき、光学式アブソリーートエンコーダに
おいて、光漏れによる基準信号の電圧レベルの変動を防
止することによシ出力信号の誤差を防止することにある
上記目的を達成するための本発明の要旨は、発光素子、
同一円周上に該発光素子からの光を透過させる光透過部
と光遮蔽部を交互に配設してなるコードパターンを同心
円状に複数個有し、且つ、該コードパターンと同心円的
に配置された光透過部のみからなる基準パターンを有す
る回転符号板、該回転符号板の該コードパターンおよび
該基準パターンの各々に対応して設けられた光透過用ス
リットを備えた固定板、および該回転符号板の光透過部
および該固定板の光透過部を通過した該発光素子からの
それぞれの光を受は取る受光素子を具備する光学式アブ
ソリュートエンコーダにおいて、該回転符号板に含まれ
る該基準パターンは、該回転符号板の内径側と外径側の
中央部で該コードパターンの2つに挾まれて配置されて
おり、該固定板は、該回転符号板の半径方向に、第1の
所定間隔をおいて、且つ該コードパターンに対応して配
列された2つのコードパターン用スリット群ト、該回転
符号板の回転方向に、第2の間隔をおいて、該基準パタ
ーンに対応して、且つ該スリット群の配列方向に関して
対称的に配置された基準・ぐターン用スリット群を備え
ていることを特徴とする光学式アブソリュートエンコー
ダにある。
以下、図面によって本発明の実施例を従来例と対比しな
がら説明する。
第1図は従来の光学式パルスエンコーダを概略的に示す
側面図である。同図において、モータの回転軸]に固定
された回転符号板2の上に発光ダイオード等の発光素子
3が設けられておシ、回転符号板2の下に固定板4が設
けられている。回転符号板2には、コードパターンc、
 I c、 l C21およびCI  と基準パターン
CRが設けられている。
固定板4には、回転符号板2のコード・9ターンおよび
基3!I!−ハターンのそれぞれに対応したスリットS
Cs 、SC4、SC2、SC+−およびscRが設け
られている。固定板4の下には、固定板2のスリットS
C8,SC4,8C2,SC1,およびscRを通過し
た光をそれぞれ受けて電気信号に変換する受光素子RD
8.RD4 、RD2 、RD+ 、およびRDRが設
けられている。
第2図は第1図に示した従来の回転符号板2の平面図で
ある。同図において、斜線部は光遮蔽部を示しておシ、
非斜線部は光透過部を示している1、同心円状に外周部
からj@に、コードパターンCB rC,、C,、C,
が設けられておシ、コードパターンC1の内側に基準パ
ター〕/CRが設けられている。
コードパターンCB 、C4、C2、’C+はそれぞれ
、同一円周上に光透過部と光遮蔽部を交互に配設してな
っている。基準パターンcRは光透過部のみからなって
いる。
第3図は第1図に示した従来の固定板4の平面図である
。同図に示されるように、固定板4は、矩形状の光遮蔽
板に設けられた、光透過用スリン) SCa 、SC4
、SC2、SCi 、およびSCHを備えている。スリ
ットSC8〜SCIおよびscRはそれぞれ、第1図に
示したように、回転符号板2のコードノやターンC8〜
C1および基準ノやターンCRの光透過部を通過した光
を透過させるように対応づけて配置されている。
発光素子3から放射された光のなかで、コードパターン
08〜C,のそれぞれの光透過部およびスリットSC8
〜SC1のそれぞれを透過した元は、受光素子RD8〜
RD、にそれぞれ入射され、電気信号に変換される。こ
れらの電気信号はそれぞれ、基準パターンcRおよびス
リン)SCRを透過した光を受けて電気信号に変換する
受光素子RDHの出力信号と比較される。
第4図は受光素子RD、の出力信号と受光素子RDRの
出力信号との比較を行なう比較回路の1例を示す回路図
である。同図において、コードパターンC1を透過した
光を受は取る受光素子RD、に並列に抵抗値Rの抵抗が
接続されておシ、受光素子RD、のカソードは比較器5
の第1人力に接続されており、アノードは接地されてい
る。基準パターンcRを透過した光を受は取る受光素子
RDRに並列に、抵抗値0.5Rの直列接続された2つ
の抵抗が接続されており、該2つの抵抗の接続点Nは比
較器5の第2人力に接続されており、受光素子RDRの
アノードは接地されている。
基準パターンcRは光透過部のみからなっているため、
理想的には回転符号板2の回転中宮に一定光量の光が受
光素子RDHに入射される。コードパターンC1は光透
過部と光遮蔽部とが交互に配設されてなっているので、
回転符号板2の回転中に受光素子RD、は断続的な光を
受は取る。受光素子RDHの単位時間当ジの理想的な受
光量は、受光素子RD、が受光しているときの単位時間
当りの受光量に等しい。従って受光素子RD、、RD。
が受光しているときのそれらの両端の電圧は理想的には
等しい。比較器5の第2人力には2つの抵抗によって1
4に分圧された電圧が印加されるので、理想的には、受
光時には比較器5の第1入力の電圧を■とすると第2人
力の電圧は2となる。
この関係は、発光素子3が劣化して発光量が減少しても
変らない。
第5図(a)の実線波形および点線波形はそれぞれ、理
想的な場合における第4図の比較器5の第1人力および
第2人力の電圧波形図である。図に示されるように、理
想的には、受光時と光遮断時との比較器5の第1人力に
おける電圧差Vは、比較器5の第2人力における基準電
圧/2の半分となっておシ、比較器5はこれを判別して
、第5図(b)に示した出力波形を得る。
しかしながら、発光素子3は第1図に示したように、そ
の先端部が凸レンズ状になっていて平行光線が放射され
るように工夫されているが、凸レンズ状の先端部はガラ
スを溶解させた後、重力によるたわみを利用して形成す
るといった簡単な工程で形成されているので、曲率は不
定であシ、必ずしも平行光線が放射されない。このため
、コードパターンを透過した光の一部は、基準パターン
に対応するスリットSCRを透過して受光素子RDHに
受光されることがある。コードパターンを透過した元が
まわシ込んで基準パターン用受光素子RD、  に入力
されると、その両端の電圧は増大し、従って比較器5の
第2人力の電圧は変動する。こうして、第5図(c)に
示すように、受光素子RDXが受光中に、受光素子RD
RにもコードパターンCIからの光が入射される結果、
比較器5の第1人力の電圧は常に第2人力の電圧よシ低
いという事態が生じ、第5図(d)の如く、比較器5の
出力は、受光素子RD、が受光中もローレベルとなって
しまう。又、第2人力の変動が小さい場合でも、比較器
5の出力は、誤差を含んだものになる。
(第5図(e)参照) このような出力信号の誤差を避けるだめに、従来は、発
光素子3と回転符号板2の間に凸レンズを設けて、平行
光線を回転符号板2に照射していたが、凸レンズは高価
であること、発光素子と凸レンズとの位置合せが困難で
あること等の問題がある。
次に本発明の詳細な説明するっ 第6図は本発明の一実施例による回転符号板を示す平面
図である。同図において、回転符号板2aはコードパタ
ーンCsa + C4a l C2a + C+aと基
準ツクターンCRaを備えている。基準パターンCRa
はコードパターンC2aとC4aの間に存在している。
コードパターンCB、〜C1&と基準パターンCRaの
パターンの形式は第2図に示した従来例と同一である。
   ゛ 第7図は本発明の一実施例により、第6図に示した回転
符号板2aの下に設けられる固定板を示す平面図である
。同図において、固定板4aは、回転符号板2aの半径
方向に、コードツクターンc8. + C4a + C
211*およびC1aに対応して配列されたコードパタ
ーン用スリット5Csa 、5C4a z 5Cza 
S C1aを備えている。スリット5C4−とスリット
5Cza との間に、基準ノ4ターンCRaの幅に相当
する間隔がある。固定板4aはまた、回転符号板2aの
基準パターンCRaに対応して設けられた基準パターン
用スリッ)SCRIおよび5CR2を備えている。基準
A?ターン用ススリット CRIおよび5CR2は回転
符号板2aの回転方向に、例えばコードパターン用スリ
ット5Csa ” SC1mの各々の幅の2倍の間隔を
おいて設けられており、且つ、コードパターン用スリッ
ト群S Cs a〜SC,、の配列方向に関して対称的
に配置されている。基準パターン用スリット5CR1と
5CR2の間隔は、少なくともコードパターン用スリッ
トの幅よシ犬であればよい。
第6図および第7図に示した構成により、コードパター
ンを透過した光が固定板4aの基準ノ4ターン用スリッ
h scR,およびS CR2に到達することは殆んど
ない。従って光学式パルスエンコーダの出力信号が光漏
れによる誤差を生じることは殆んどない。コードパター
ン用スリットおよび基準パターン用スリットの各々の下
には、受光素子が設けられている。
第8図はコードパターン用スリソ)SC4aの下の受光
素子RD < aの出力信号と、基準ツヤターン用スリ
ット5CR1および5CR2の下の受光素子RDR1お
よび−RDR2の出力信号との比較を行なう比較回路の
一実施例を示す回路図である。同図において、受光素子
RDBlおよびRDR2は直列接続されておシ、直列接
続された抵抗値0.5Hの2つの抵抗が、RDRlのカ
ソードとRDR2のカソードに接続されている。比較器
5aの第1人力には受光素子RD4aのカソードが接続
されてお9、第2人力には、2つの抵抗の接続点Naが
接続されている。
受光素子RDRIおよびRDR2は、基準パターンCR
aを透過した光のみを受は取り、コードツクターンから
の光は受は取らないので、発光素子RDR□。
のカソードとRDR2のアノードの間の電圧は常に一定
値■である。従って、抵抗分割により、比較器5aの第
2人力の電圧は常に2である。コードパターンC4aの
光透過部を通った光を受光素子RD 4 aが受は取っ
た場合、比較器5aの第1人力の電圧は■となり、比較
器5aの出力はHレベルとなる。コードパターンC4a
の元遮蔽部によシ光が遮断されて、受光素子RD4aが
光を受は取らない場合は、比較器5aの第1入力の電圧
は零であり、従って比較器5aの出力はLレベルとなる
以上の実施例においては4つのコードパターンを持つ例
を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、コードパターンを透過した光と基準パターンを透
過した光とを比較する手段は第8図のものに限定されず
、他の任意の形式の比較手段が可能である。
以上説明したように、本発明によシ、回転符号板と固定
板に工夫を施したことにg、光学式アブソリーートエン
コーダにおいて、基準パターン用スリットに対する他の
コードパターンからの光漏れが妨止されるので基準信号
の電圧レベルの変動はなくなり、高価なレンズを使用し
なくても済むという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光学式パルスエンコーダを概略的に示す
側面図、第2図は第1図に示した回転符号板の平面図、
第3図は第1図に示した固定板の平面図、第4図は従来
の比較回路の1例を示す回路図、第5図は従来形におけ
る動作とその問題点を説明するための波形因、第6図は
本発明の一実施例による回転符号板を示す平面図、第7
図は本発明の一実施例による固定板を示す平面図、そし
て第8図は本発明の一実施例による比較回路を示す回路
図である。 3・・・発光素子、2a・・・回転符号板、3a・・・
固定板、RD41L 、 RDRl、 RDR2−受光
素子、Csa l C4a rC2B + C1a・・
・コードパターン、CRa・・・基準ノモターン、5C
sa+ 5C4a r 5Cza r 5(4a ++
コードパターン用ススリット5CRI 、 5CR2・
・・基準パターン用スリット。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 発光素子、 同一円周上に該発光素子からの光を透過させる光透過部
    と光遮蔽部を交互に配゛設してなるコードパターンを同
    心円状に複数個有し、且つ、該コードパターンと同心円
    的に配置された光透過部のみからなる基準パターンを有
    する回転符号板、該回転符号板の該コードパターンおよ
    び該基準パターンの各々に対応して設けられた光透過用
    スリットを備えだ固定板、および 該回転符号板の光透過部および該固定板の光透過部を通
    過した該発光素子からのそれぞれの元を受は取る受光素
    子を具備する光学式アブソリュートエンコーダにおいて
    、 該回転符号板に含まれる該基準パターンは、該回転符号
    板の内径側と外径側の中央部で該コードパターンの2つ
    に挾まれて配置されておシ、該固定板は、該回転符号板
    の半径方向に、第1の所定間隔をおいて、且つ該コード
    ・ヤターンに対応して配列された2つのコードノソター
    ン用スリット群ト、該回転符号板の回転方向に、第2の
    間隔をおいて、該基準パターンに対応して、且つ該スリ
    ット群の配列方向に関して対称的に配置された基準パタ
    ーン用スリット群を備えていることを特徴とする光学式
    アブソリュートエンコーダ。
JP57181471A 1982-10-18 1982-10-18 光学式アブソリユ−トエンコ−ダ Granted JPS5971598A (ja)

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