JPS60100015A - ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents
ロ−タリ−エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS60100015A JPS60100015A JP20743583A JP20743583A JPS60100015A JP S60100015 A JPS60100015 A JP S60100015A JP 20743583 A JP20743583 A JP 20743583A JP 20743583 A JP20743583 A JP 20743583A JP S60100015 A JPS60100015 A JP S60100015A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- light
- rotary encoder
- track
- incremental
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/486—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by photo-electric detectors
-
- 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
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/366—Particular pulse shapes
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】
この発明は、ロータリーエンコーダに係り。
特にホーボモータ等の機械的回転角度検出に用いられる
光学式のロータリーエンコーダである。
光学式のロータリーエンコーダである。
シャフトエンコーダを機能で分類するとアブンリュート
シャフトエンコーダとインクリメンタルシャフトエンコ
ーダとに分れ、インクリメンタルシャフトエンコーダは
、入力軸の回転角度をその出力パルスの数に変換する位
置検出センサであり、移動量の増大減小を検出できるが
絶対的な位置の検出は不可能であり、一方アブソリュー
トシャフトエンコーダは入力軸の位置を純−進、あるい
はコ進化10進等の符号に変換する位置検出センサであ
る。− しかして同期モータをサーボモータとして用いる場合、
モータの回転子の磁極の位置を検出して磁極の回転に同
期して固定子電流を制御しかつモータの回転子の回転速
度を制御する必要がある。
シャフトエンコーダとインクリメンタルシャフトエンコ
ーダとに分れ、インクリメンタルシャフトエンコーダは
、入力軸の回転角度をその出力パルスの数に変換する位
置検出センサであり、移動量の増大減小を検出できるが
絶対的な位置の検出は不可能であり、一方アブソリュー
トシャフトエンコーダは入力軸の位置を純−進、あるい
はコ進化10進等の符号に変換する位置検出センサであ
る。− しかして同期モータをサーボモータとして用いる場合、
モータの回転子の磁極の位置を検出して磁極の回転に同
期して固定子電流を制御しかつモータの回転子の回転速
度を制御する必要がある。
従来このようなモータの回転子の磁極の位置と回転速度
の双方を検出し、制御するために磁極の位置の検出器と
してシンクロレゾルバ等のアナログ検出器やアブンリュ
ート形ロータリーエンコーダ等デジタル検出器を用い、
前記回転子の速度の検出器としてタコゼネレーター等の
アナログ検出器やインクリメンタル形ロータリーエンコ
ーダのデジタル検出器を用いていた。
の双方を検出し、制御するために磁極の位置の検出器と
してシンクロレゾルバ等のアナログ検出器やアブンリュ
ート形ロータリーエンコーダ等デジタル検出器を用い、
前記回転子の速度の検出器としてタコゼネレーター等の
アナログ検出器やインクリメンタル形ロータリーエンコ
ーダのデジタル検出器を用いていた。
従って、2種類の異なる機能を備える検出器をそれぞれ
モータに取付けなくてはならず、そのため装置も大形に
なりコスト高となる欠点があった。更に前記回転子の速
度検出器としてタコゼネレータあるいはインクリメンタ
ルロータリーエンコーダを使用した場合、低速回転から
高速回転への所謂速度範囲の広い制御を考えた場合、た
とえばタコゼネレータでは低速回転時の出力リップル電
圧が無視出来ない状態となったり、インクリメンタルロ
ータリーエンコーダの場合、低速回転時にパルス間隔が
長くなり正確な制御が出来ない等の問題を有して一方又
、アブンリュート形ロータリーエンコーダの場合、デジ
タル符号検出のため1分解能に応じた明部、暗部よりな
る複数トラックの符号が必要になり、これは記録する符
号板のスペース面からいっても光源や検出器の複数に設
けなければならない等、高価となる傾向があった。
モータに取付けなくてはならず、そのため装置も大形に
なりコスト高となる欠点があった。更に前記回転子の速
度検出器としてタコゼネレータあるいはインクリメンタ
ルロータリーエンコーダを使用した場合、低速回転から
高速回転への所謂速度範囲の広い制御を考えた場合、た
とえばタコゼネレータでは低速回転時の出力リップル電
圧が無視出来ない状態となったり、インクリメンタルロ
ータリーエンコーダの場合、低速回転時にパルス間隔が
長くなり正確な制御が出来ない等の問題を有して一方又
、アブンリュート形ロータリーエンコーダの場合、デジ
タル符号検出のため1分解能に応じた明部、暗部よりな
る複数トラックの符号が必要になり、これは記録する符
号板のスペース面からいっても光源や検出器の複数に設
けなければならない等、高価となる傾向があった。
この発明は、サーボモータの回転子の磁極の位置と前記
回転子の回転速度の双方を検出する( 3 ) ために、1枚の符号円板にアブンリュート符号と、イン
クリメンタル符号の両方を記録したロータリーエンコー
ダ装置を提供する。アブンリュート符号については、従
来装置におけるようなλ進符号の論理値″l″10”に
対応するそれぞれ明部、暗部が記録された符号でなくz
角部明部よりなる第1のトラックT、を三角形明部の傾
きの方向を判別するための明部、暗部よりなる第一のト
ラックT、が記録される一方、インクリメンタル符号に
ついては、従来装置において、明部、暗部よりなる複数
スリットを透過した光を受光して得られる近似正弦波信
号を電子回路により波形整形し、方形波信号としていた
ものを、その代りに近似正弦波信号をそのま\リニア増
幅して外部へ出力する第3のインクリメンタル形パター
ントラックT、を存するものである。
回転子の回転速度の双方を検出する( 3 ) ために、1枚の符号円板にアブンリュート符号と、イン
クリメンタル符号の両方を記録したロータリーエンコー
ダ装置を提供する。アブンリュート符号については、従
来装置におけるようなλ進符号の論理値″l″10”に
対応するそれぞれ明部、暗部が記録された符号でなくz
角部明部よりなる第1のトラックT、を三角形明部の傾
きの方向を判別するための明部、暗部よりなる第一のト
ラックT、が記録される一方、インクリメンタル符号に
ついては、従来装置において、明部、暗部よりなる複数
スリットを透過した光を受光して得られる近似正弦波信
号を電子回路により波形整形し、方形波信号としていた
ものを、その代りに近似正弦波信号をそのま\リニア増
幅して外部へ出力する第3のインクリメンタル形パター
ントラックT、を存するものである。
尚、この発明では、光源の発光出力および受光素子の受
光出力が温度および経時変化によって変動するのを補償
する光量補償回路が設けら(リ ) れる。
光出力が温度および経時変化によって変動するのを補償
する光量補償回路が設けら(リ ) れる。
従ってこの発明では光源と符号円板と受光装置並びにこ
れと組合される電子回路とを設けてあり、符号円板には
アブソリュート符号用とインクリメンタル符号用のパタ
ーン部が設けられアブソリュート符号用のパターン部暑
こはロータリーエンコーダの回転角度の絶対位置に応じ
て光源の光量の透過光量を直線的に増減させる三角波形
明部からなる第1のトラックT、と、前記三角波明部の
傾きの方向を判別するために光源の光を全く透過させる
明部と全く透過させない暗部からなる方形波形である第
一のトラックT。
れと組合される電子回路とを設けてあり、符号円板には
アブソリュート符号用とインクリメンタル符号用のパタ
ーン部が設けられアブソリュート符号用のパターン部暑
こはロータリーエンコーダの回転角度の絶対位置に応じ
て光源の光量の透過光量を直線的に増減させる三角波形
明部からなる第1のトラックT、と、前記三角波明部の
傾きの方向を判別するために光源の光を全く透過させる
明部と全く透過させない暗部からなる方形波形である第
一のトラックT。
とを備えており、インクリメンタル符号用のパターン部
には複数の明部、暗部よりなるインクリメンタル符号つ
まり回転角度に比例した複数サイクルの近似正弦波が電
子回路をへてえられるようにし、又受光装置には第1%
第コ、第3のトラックを透過した光を夫々検出する第1
、第一、第3の受光素子3b、 、 jb、3’F)、
と光源及びこれ等受光素子の出力が一定に保たれて温度
変化や経時変化による変動を補償する第すの受光素子並
びにこれと組合される電子回路とをもっているのである
。
には複数の明部、暗部よりなるインクリメンタル符号つ
まり回転角度に比例した複数サイクルの近似正弦波が電
子回路をへてえられるようにし、又受光装置には第1%
第コ、第3のトラックを透過した光を夫々検出する第1
、第一、第3の受光素子3b、 、 jb、3’F)、
と光源及びこれ等受光素子の出力が一定に保たれて温度
変化や経時変化による変動を補償する第すの受光素子並
びにこれと組合される電子回路とをもっているのである
。
次にこの発明を実施例について説明すると第1図は一実
施例ブロック図、第一図は符号板の上面図、第3図はロ
ータリーエンコーダが発生する電気信号である。図でl
は符号円板でロータリーエンコーダの入力軸/aに取り
つけられる。コは光源で符号円板lの1方側に、又符号
円板/の他方側に固定スリット3aをへて第1゜第一、
第3及び第1の受光素子Jb、、?b、31)3及び3
b、が配列される。又この発明の符号円板lには三角波
明部を有する第1のトラックT1三角波の傾きを判別す
る第一のトラックT6、インクリメンタル符号を示す第
3のトラックT。
施例ブロック図、第一図は符号板の上面図、第3図はロ
ータリーエンコーダが発生する電気信号である。図でl
は符号円板でロータリーエンコーダの入力軸/aに取り
つけられる。コは光源で符号円板lの1方側に、又符号
円板/の他方側に固定スリット3aをへて第1゜第一、
第3及び第1の受光素子Jb、、?b、31)3及び3
b、が配列される。又この発明の符号円板lには三角波
明部を有する第1のトラックT1三角波の傾きを判別す
る第一のトラックT6、インクリメンタル符号を示す第
3のトラックT。
を備えていて各トラックには明部つまり光を通す部分を
あられす0部と光を通さない部分の暗部をあられす9部
とを用いて所望形状で形成する。受光素子3b、3b、
3b、の入力はリニア増幅器グに入れられて、夫々<z
a、4!b、loで増幅され受光素子3b、をへてリニ
ア増幅器ubで増幅された出力は主に波形整形回路6を
へてとりだされ第3の波形出力P、かえられる。増幅器
gaの出力をアナログ−ディジタル変換器5をへて、波
形出力P2がえられ、増幅器ucの出力は波形出力P1
をえることができる。その他3Cは光量補償回路で受光
素子Jb、による信号は光量調整回路3Cにフィードバ
ックされて光源−の光量及び受光部コの各信号が温度変
化あるいは経時変化に影響されないで常に一定となるよ
うに補償される。
あられす0部と光を通さない部分の暗部をあられす9部
とを用いて所望形状で形成する。受光素子3b、3b、
3b、の入力はリニア増幅器グに入れられて、夫々<z
a、4!b、loで増幅され受光素子3b、をへてリニ
ア増幅器ubで増幅された出力は主に波形整形回路6を
へてとりだされ第3の波形出力P、かえられる。増幅器
gaの出力をアナログ−ディジタル変換器5をへて、波
形出力P2がえられ、増幅器ucの出力は波形出力P1
をえることができる。その他3Cは光量補償回路で受光
素子Jb、による信号は光量調整回路3Cにフィードバ
ックされて光源−の光量及び受光部コの各信号が温度変
化あるいは経時変化に影響されないで常に一定となるよ
うに補償される。
このようにして、この発明によれば三角波形明部からな
る位置検出符号、方形波形の暗部及び明部からなる判別
符号のアブンリュート符号と複数周期の近似正弦波を発
生するインクリメンタル符号を7枚の符号円板lに記録
できることから、サーボモータ等に必要な回転子の磁極
の位置を検出するためのアブンリュート信号と回転等の
回転速度を検出するためのインクリメンタル信号の両方
を7台のロータリーエンコーダに付加することができ、
さらにアブンリュート符号として三角波を記録している
ため従来の二進数値符号化して記録した符号円板に比較
して、スペース的及び横用素子数を少なくすることがで
き以上はサーボモータ等用のロータリーエンコーダ装置
の小型化と、低価格化を可能にする効果を発生するもの
である。又インクリメンタル符号として近似正弦波信号
を発生することでサーボモータの回転速度制御において
、高速時には近似正弦波信号をパルス列に波形整形して
使用し低速時には近似正弦波信号をアナログ信号として
使うなど幅広い信号処理を適応でき、ひいては広い速度
範囲にわたる制御を可能にする効果を有するものである
。
る位置検出符号、方形波形の暗部及び明部からなる判別
符号のアブンリュート符号と複数周期の近似正弦波を発
生するインクリメンタル符号を7枚の符号円板lに記録
できることから、サーボモータ等に必要な回転子の磁極
の位置を検出するためのアブンリュート信号と回転等の
回転速度を検出するためのインクリメンタル信号の両方
を7台のロータリーエンコーダに付加することができ、
さらにアブンリュート符号として三角波を記録している
ため従来の二進数値符号化して記録した符号円板に比較
して、スペース的及び横用素子数を少なくすることがで
き以上はサーボモータ等用のロータリーエンコーダ装置
の小型化と、低価格化を可能にする効果を発生するもの
である。又インクリメンタル符号として近似正弦波信号
を発生することでサーボモータの回転速度制御において
、高速時には近似正弦波信号をパルス列に波形整形して
使用し低速時には近似正弦波信号をアナログ信号として
使うなど幅広い信号処理を適応でき、ひいては広い速度
範囲にわたる制御を可能にする効果を有するものである
。
以上この発明では、1個の符号円板/に回転角度に比例
した複数サイクルの近似正弦波を発生スる第3のトラッ
クT、を有するインクリメンタル形パターン部と機械的
回転角度の絶対位置を発生するためのアブンリュート形
パターン部とを1個の符号円板に設け、アブンリュート
形パターン部はロータリーエンコーダと回転角度の絶対
位置に応じて光源の光量の透過量を四線的に増減させる
三角波形明部からなる第1のトラックT1 と前記三角
形明部の傾きの方向を判別するために光源の光量を全く
透過しない方形波形暗部及び光量をすべて透過する方形
波形明部からなる判別符号が記録された第一のトラック
T2ヨリなっていてロータリーエンコーダ装置の小型化
と低価格化をもたらすものである。
した複数サイクルの近似正弦波を発生スる第3のトラッ
クT、を有するインクリメンタル形パターン部と機械的
回転角度の絶対位置を発生するためのアブンリュート形
パターン部とを1個の符号円板に設け、アブンリュート
形パターン部はロータリーエンコーダと回転角度の絶対
位置に応じて光源の光量の透過量を四線的に増減させる
三角波形明部からなる第1のトラックT1 と前記三角
形明部の傾きの方向を判別するために光源の光量を全く
透過しない方形波形暗部及び光量をすべて透過する方形
波形明部からなる判別符号が記録された第一のトラック
T2ヨリなっていてロータリーエンコーダ装置の小型化
と低価格化をもたらすものである。
又光源の光量変化のみを検出する受光素子を備えその受
光素子による信号で光源の光量を補償して温度変化経年
変化に影響されないで常に一定に保つ光量補償回路を有
せしめである。
光素子による信号で光源の光量を補償して温度変化経年
変化に影響されないで常に一定に保つ光量補償回路を有
せしめである。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
は第1図で示した一実施例で使用される符号円板の平面
図、第3図はこの発明によるロータリーエンコーダが発
生する電気的信号波形図である。lは符号円板、/IL
はロータリーエンコーダの入力軸、コは光源、3は受光
部、3aは固定スリット、Jb、は第1の受光素子、J
b、は第コの受光素子、3b3は第3の受光素子、3b
4は第すの受光素子、3Cは光量補償回路。 lはリニア増幅器、SはA/Dコンバータ、乙は波形整
形回路、T、は三角波明部を有するトラック、T、は三
角波の傾きを判別するトラック、T、はインクリメンタ
ル符号を示すトラック。 Cは明部、Dは暗部、P、はインクリメンタル符号であ
る近似正弦波、P、は三角波、P、は判別符号である方
形波を夫々示す。 特許出願人 多摩川精機株式会社 (//)
は第1図で示した一実施例で使用される符号円板の平面
図、第3図はこの発明によるロータリーエンコーダが発
生する電気的信号波形図である。lは符号円板、/IL
はロータリーエンコーダの入力軸、コは光源、3は受光
部、3aは固定スリット、Jb、は第1の受光素子、J
b、は第コの受光素子、3b3は第3の受光素子、3b
4は第すの受光素子、3Cは光量補償回路。 lはリニア増幅器、SはA/Dコンバータ、乙は波形整
形回路、T、は三角波明部を有するトラック、T、は三
角波の傾きを判別するトラック、T、はインクリメンタ
ル符号を示すトラック。 Cは明部、Dは暗部、P、はインクリメンタル符号であ
る近似正弦波、P、は三角波、P、は判別符号である方
形波を夫々示す。 特許出願人 多摩川精機株式会社 (//)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)機械的回転角を検出するための光学式ロータリー
エンコーダの一枚の符号円板にインクリメント符号のパ
ターン部とアブソリュート符号のパターン部とを設ける
ことを特徴とするロータリーエンコーダ。 (λ)機械的回転角を検出するための光学式ロータリー
エンコーダにおいて、回転角等に比例した複数サイクル
の近似正弦波を発生するインクリメンタル形パターン部
と、前記回転角度の絶対信号を発生するためのアブンリ
ュート形パターン部とを1枚の符号円板に設け。 アブンリュート形パターン部は、ロータリーエンコーダ
の回転角度の絶対位置に応じて光源の光量の透過量を直
線的に増減させ三角波形明部から成る第1のトランクと
前記三角波形明部の傾きの方向を判別するために光源の
光量を全く透過しない方形波形暗部および前記光量を全
て透過する方形波形明部から成る判別符号が記録された
第一のトラックより成り、インクリメンタル形パターン
部は複数の明部暗部よりなるインクリメンタル符号を形
成する第3のトラックよりなることを特徴とするロータ
リーエンコーダ。 (3)前記光源の光量変化のみを検出する受光素子を備
え、その受光素子による信号で光源の光量を温度変化、
経年変化に影響されないで常に保つ光量補償回路を有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第一項記載のロータ
リーエンコーダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20743583A JPS60100015A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20743583A JPS60100015A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60100015A true JPS60100015A (ja) | 1985-06-03 |
Family
ID=16539717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20743583A Pending JPS60100015A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60100015A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS63175812U (ja) * | 1987-05-01 | 1988-11-15 | ||
JPH01240821A (ja) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Hamamatsu Photonics Kk | ロータリエンコーダ |
US4945231A (en) * | 1988-06-02 | 1990-07-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compound rotary encoder for detecting the rotation angle and the number of rotations of a rotor shaft |
JP2000013200A (ja) * | 1998-06-24 | 2000-01-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 信号入力回路 |
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US7773914B2 (en) | 2003-08-05 | 2010-08-10 | Ricoh Company, Ltd. | Method and apparatus for image forming capable of effectively eliminating color displacement by recognizing a rotational position of a rotating member with a mechanism using detection marks |
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JPS50113250A (ja) * | 1974-02-14 | 1975-09-05 | ||
JPS5850311U (ja) * | 1981-09-30 | 1983-04-05 | 富士電機株式会社 | 軸受の漏油防止装置 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP20743583A patent/JPS60100015A/ja active Pending
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