JPS61241621A - Optical fiber rotary encoder - Google Patents

Optical fiber rotary encoder

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Publication number
JPS61241621A
JPS61241621A JP8409085A JP8409085A JPS61241621A JP S61241621 A JPS61241621 A JP S61241621A JP 8409085 A JP8409085 A JP 8409085A JP 8409085 A JP8409085 A JP 8409085A JP S61241621 A JPS61241621 A JP S61241621A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
optical fiber
slit plate
movable
receiving
Prior art date
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Pending
Application number
JP8409085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Obata
小幡 克之
Shigenori Ito
伊藤 茂憲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Aviation Electronics Industry Ltd filed Critical Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority to JP8409085A priority Critical patent/JPS61241621A/en
Publication of JPS61241621A publication Critical patent/JPS61241621A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G01D5/347Mechanical 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
    • G01D5/34707Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
    • G01D5/34715Scale reading or illumination devices
    • G01D5/34723Scale reading or illumination devices involving light-guides

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は回転体の回転角度や回転方向を検出する光フ
ァイバロータリエンコーダに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to an optical fiber rotary encoder that detects the rotation angle and rotation direction of a rotating body.

「従来の技術」 第3図は従来の光ファイバロータリエンコーダ。"Conventional technology" Figure 3 shows a conventional optical fiber rotary encoder.

を示す図である。FIG.

ケース11はその一端面を開放面11aとされ、その開
放面11aには端板12が取付けられる。
One end surface of the case 11 is an open surface 11a, and an end plate 12 is attached to the open surface 11a.

この端板12を外部から挿通して回転軸13がベアリン
グ14により回転自在に保持され、ケース11内でその
回転軸13の先端には円板状の可動スリット板15が取
付けられ、回転自在とされる。
A rotary shaft 13 is rotatably held by a bearing 14 by inserting the end plate 12 from the outside, and a disc-shaped movable slit plate 15 is attached to the tip of the rotary shaft 13 within the case 11 so that it can rotate freely. be done.

このように回転自在とされた可動スリット板15面と平
行にその周縁部分と対向近接して固定スリット板16が
配される。これら可動スリット板15及び固定スリット
板16を挾んでその両側には、上記2つのスリット板1
5.16に光を照射する投光用光ファイバ17と、上記
2つのスリット板15.16を透過してきた上記照射光
を受光する受光用光ファイバとが保持ブロック21によ
’) (f4持され対向して設けられ、この例では第1
、第2受光用光ファイバ18.19の2つの受光用光フ
ァイバが設けられている。
A fixed slit plate 16 is disposed parallel to the surface of the movable slit plate 15, which is rotatable in this manner, in close proximity to and opposite to the peripheral edge portion of the movable slit plate 15. On both sides of the movable slit plate 15 and the fixed slit plate 16, there are two slit plates 1
The light emitting optical fiber 17 that irradiates light onto the slit plate 15.16 and the light receiving optical fiber that receives the irradiated light that has passed through the two slit plates 15.16 are connected to the holding block 21. and are provided facing each other, and in this example, the first
, and a second light-receiving optical fiber 18 and 19 are provided.

また、この例では投光用光ファイバ17の光の出射端に
反射用プリズム22が設けられ、第1、第2受光用光フ
ァイバ18.19の受光端にはそれぞれ受光用レンズ2
3.24が設けられた例を示す。この例では、固定スリ
ット板16側に投光用光ファイバ17が配された場合で
ある。
Further, in this example, a reflecting prism 22 is provided at the light output end of the light emitting optical fiber 17, and a light receiving lens 22 is provided at the light receiving end of the first and second light receiving optical fibers 18 and 19, respectively.
An example in which 3.24 is provided is shown below. In this example, the light emitting optical fiber 17 is arranged on the fixed slit plate 16 side.

反射用プリズム22は2等辺三角形の直角プリズムで、
一方の短辺22aを固定スリット板16と近接対向させ
、池の短辺22bには投光用光ファイバ17がその面に
垂直に接続される。投光用光ファイバ17は投光用プリ
ズム22との接続面からそのまま延長されて、投光用光
ファイバ17の曲の一端はケース11の外に導出される
The reflective prism 22 is an isosceles triangular right-angled prism,
One short side 22a is closely opposed to the fixed slit plate 16, and the light emitting optical fiber 17 is connected to the short side 22b of the pond perpendicularly to that surface. The light projecting optical fiber 17 is directly extended from the connection surface with the light projecting prism 22, and one curved end of the light projecting optical fiber 17 is guided out of the case 11.

第1、第2受光用レンズ23.24は円筒状をし、それ
ぞれの一方の円筒端面23a、24aは可動スリット板
15と平行に近接して対面され光の受光面23 a’ 
+ 248とされ、その曲端面23b。
The first and second light-receiving lenses 23 and 24 have a cylindrical shape, and one cylindrical end surface 23a, 24a of each of them faces the movable slit plate 15 in parallel and close proximity to the light-receiving surface 23a'.
+248, and its curved end surface 23b.

24bには第1、第2受光用光ファイバ18.19がそ
れぞれ接続される。これら第1、第2受光用光ファイバ
18.19は第1、第2受光用レンズ23.24との接
続面23b 、24bからはゾ直角になるまで滑らかに
彎曲されて、投光用光ファイバ17と゛同じ方向に向け
てケース11の外部にそれぞれ導出される。
First and second light-receiving optical fibers 18 and 19 are connected to 24b, respectively. These first and second light-receiving optical fibers 18.19 are smoothly bent from the connecting surfaces 23b and 24b to the first and second light-receiving lenses 23.24 until they are at right angles, and then the light-emitting optical fibers are 17 and are each led out to the outside of the case 11 in the same direction.

第4図は可動スリット板15を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the movable slit plate 15.

可動スリット板15には周縁15 aに沿いその円板面
を一周するように、長方形の可動スリット25が輪状に
配列される。これら可動スリット25は可動スリット板
15の回転中心15bを通る直線Liの一部と、それぞ
れの各長辺が一致するようにされ、また短辺は同じく回
転中心15bを中心とする異なる半径R1,R2をもつ
円の周の一部とそれぞれ一致するようにされる。これら
可動スリット25は可動スリット板15面の周915a
に沿い、−列にはゾ各短辺に等しい間隔を隔てて配され
、反射用プリズム22から投射される光がこれら可動ス
リット25を通って可動スリット板15の反対側の受光
用光ファイバの方へ通光されるようになっている。
In the movable slit plate 15, rectangular movable slits 25 are arranged in a ring along the peripheral edge 15a so as to go around the disk surface. The long sides of these movable slits 25 coincide with a part of the straight line Li passing through the rotation center 15b of the movable slit plate 15, and the short sides have different radii R1, centering on the rotation center 15b, respectively. They are each made to coincide with a part of the circumference of a circle having R2. These movable slits 25 have a circumference 915a of the surface of the movable slit plate 15.
The light projected from the reflecting prisms 22 passes through these movable slits 25 and reaches the receiving optical fibers on the opposite side of the movable slit plate 15. It allows light to pass in both directions.

一方、固定スリット板16には固定スリット26が2列
設けられ、それぞれ第1、第2スリット列27.28と
される。第5図はこの固定スリット板16の例を示す図
である。
On the other hand, the fixed slit plate 16 is provided with two rows of fixed slits 26, which are called first and second slit rows 27 and 28, respectively. FIG. 5 is a diagram showing an example of this fixed slit plate 16.

これら固定スリット26の各短辺は可動スリット25の
短辺と大凡等しくされ、可動スリットとほゞ等しいピッ
チ角で配列されるが、その各長辺は可動スリット25の
長辺の長さの1/2以下とされ、これら固定スリット2
6は可動スリット板15面の可動スリット25の配列と
対向する部位にあるようにされる。即ち、固定スリット
板16の固定位置において、第1、第2スリット列27
゜28は扇型に配列されるが、その扇型の中心は可動ス
リット板15の回転中心1゛5bと同じくされ、かつ可
動スリット25の配列されている部位内に対向しイ配さ
れる。
Each of the short sides of these fixed slits 26 is made approximately equal to the short side of the movable slit 25, and they are arranged at a pitch angle that is approximately the same as that of the movable slit, but each of the long sides is equal to 1 of the length of the long side of the movable slit 25. /2 or less, and these fixed slits 2
6 is located at a portion facing the arrangement of the movable slits 25 on the surface of the movable slit plate 15. That is, at the fixed position of the fixed slit plate 16, the first and second slit rows 27
28 are arranged in a fan shape, and the center of the fan shape is the same as the rotation center 15b of the movable slit plate 15, and is arranged opposite to the area where the movable slits 25 are arranged.

また2列に配列された第1、第2スリット列27゜28
は互に配列のピッチがずれるように配列される。第5図
の場合は1/4ピツチずらされている場合である。互に
配列のピッチをずらされた第1、第2スリツト27.2
8はそれぞれ角度検出用スリット及び回転方向検出用ス
リットとされ、これら各スリン)27.28を通り、可
動スリット25を抜けた光はそれぞれ角度検出用信号光
及び回転方向検出用信号光とされる。また第1、第2受
光用レンズ23.24の入射面23a124aはそれぞ
れ第1、第2スリツ)27.28と対向していて、前記
角度検出用信号光及び回転方向検出用信号光は第1、第
2受光用レンズ23.24の受光面23a’+248に
はX゛垂直入射されるようになっている。
Also, the first and second slit rows arranged in two rows 27°28
are arranged so that the pitch of the arrangement is shifted from each other. The case in FIG. 5 is a case where the pitch is shifted by 1/4 pitch. First and second slits 27.2 whose arrangement pitch is shifted from each other
8 are a slit for angle detection and a slit for rotational direction detection, respectively, and the light passing through these slits 27 and 28 and passing through the movable slit 25 is used as a signal light for angle detection and a signal light for rotational direction detection, respectively. . In addition, the incident surfaces 23a124a of the first and second light receiving lenses 23.24 face the first and second slits 27.28, respectively, and the angle detection signal light and the rotational direction detection signal light are transmitted to the first and second light receiving lenses 23.24. , the light is vertically incident on the light receiving surface 23a'+248 of the second light receiving lens 23.24.

即ち、ケース11外部に導出された投光用ファイバ′1
7の一端から光ファイバ内に送り込まれた投光用の光は
光ファイバ17(二よりケース11内に導かれ、池の一
端面から反射用プリズム22内に出射される。出射され
た光は反射用直角プリズム22を構成する一辺22 C
Hより反射され、その進行方向をは\゛9090度曲進
行し、池の一辺22aから反射用プリズム22内を出て
固定スリット板16及び可動スリット板15に向けはゾ
直角に投射するようにされる。投射された光は固定スリ
ット板16の第1或は第2スリツト27゜28を通り可
動スリット板15に向は投射される。
That is, the light emitting fiber '1 led out to the outside of the case 11
The projection light sent into the optical fiber from one end of the optical fiber 17 is guided into the case 11 through the optical fiber 17, and is emitted from one end surface of the pond into the reflecting prism 22.The emitted light is One side 22C constituting the reflective right angle prism 22
It is reflected from H and travels in a curved direction of ";9090 degrees, exits from the reflection prism 22 from one side 22a of the pond, and is projected at a right angle to the fixed slit plate 16 and the movable slit plate 15. be done. The projected light passes through the first or second slits 27 and 28 of the fixed slit plate 16 and is projected onto the movable slit plate 15.

可動スリット板15に投射された光は可動スリット板1
5の回転のため可動スリット25により、断続された信
号光とされ第1、第2受光用レンズ23.24に入射す
るようにされる。
The light projected onto the movable slit plate 15
Due to the rotation of 5, the movable slit 25 converts the light into interrupted signal light, which is incident on the first and second light-receiving lenses 23 and 24.

第6図は上記各信号光が受光用レンズに入射する様子を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing how each of the signal lights mentioned above enters the light receiving lens.

第1、第2受光用レンズ23.24は円筒状のレンズで
、その円筒軸に対称に屈折率の分布を持つように作られ
ている。即ち、レンズ円筒軸に近い程屈折率が高く構成
され、第6図Aに示すように、受光用レンズの受光面2
3 a+ 24 ”にはソ゛垂直に入射した信号光は前
記屈折率分布により、円筒軸の方へ屈折させられて、受
光用光ファイバとの接続面23b、24bの中央部に収
束するようにされる。
The first and second light-receiving lenses 23 and 24 are cylindrical lenses, and are made to have a refractive index distribution symmetrical about the cylindrical axis. That is, the closer the lens is to the cylindrical axis, the higher the refractive index is, and as shown in FIG. 6A, the light receiving surface 2 of the light receiving lens is
3a+24'', the signal light incident so perpendicularly is refracted toward the cylindrical axis due to the refractive index distribution, and is converged at the center of the connection surfaces 23b and 24b with the light-receiving optical fiber. Ru.

収束された各信号光はそれぞれ第1、第2受光用光ファ
イバ18.19内を導かれて、ケース11外部に導出さ
れる。
Each of the converged signal lights is guided through the first and second light-receiving optical fibers 18 and 19, and is led out of the case 11.

「発明が解決しようとする問題点」 投光用光ファイバ及び受光用光ファイバからなる光ファ
イバケーブルをロータリエンコーダ本体に接続し、これ
ら投光用光ファイバ及び受光用光ファイバを、可動及び
固定スリット板を介して対向して配されている反射プリ
ズム及び受光用レンズに導く必要から、投光用光ファイ
バ及び受光用光ファイバを彎曲させて接続する必要があ
る。
"Problem to be Solved by the Invention" An optical fiber cable consisting of a light emitting optical fiber and a light receiving optical fiber is connected to the rotary encoder body, and these light emitting optical fibers and light receiving optical fibers are connected to movable and fixed slits. Since it is necessary to guide the light to the reflecting prism and the light receiving lens which are arranged opposite to each other via the plate, it is necessary to connect the light emitting optical fiber and the light receiving optical fiber in a curved manner.

受光用レンズは良い信号光を得るためにスリット板と垂
直にして配置しなければならないが、各スリット板を介
して投光用光ファイバ及び受光用光ファイバが対向して
配されているため、受光用光ファイバを彎曲させて信号
光を外部に導出しなくてはならない。即ち、投光用光フ
ァイバと受光用光ファイバとを同じ方向に引き出すのに
、極端に折り曲げるように光ファイバを彎曲させて導出
することはできず、彎曲させる曲率に自ずと限界があり
、そのため装置を小型に構成することが出来なかった。
The light-receiving lens must be placed perpendicular to the slit plate in order to obtain good signal light, but since the light-emitting optical fiber and the light-receiving optical fiber are placed facing each other through each slit plate, The light receiving optical fiber must be bent to lead the signal light to the outside. In other words, in order to pull out the light emitting optical fiber and the light receiving optical fiber in the same direction, it is not possible to bend the optical fibers to an extreme degree, and there is a natural limit to the curvature that can be bent. It was not possible to make it compact.

「問題点を解決するための手段」 可動及び固定スリット板の一方の側、つまり受光用光フ
ァイバが設けられている側に投光用光ファイバを設け、
投光用光ファイバから出射された出射光は光の反射体を
用いて反射させ、各スリット板の受光用光ファイバと対
向する側に導き、受光用光ファイバに向けて反射投光さ
れるように構成する。
"Means for solving the problem" A light emitting optical fiber is provided on one side of the movable and fixed slit plates, that is, on the side where the light receiving optical fiber is provided,
The output light emitted from the light-emitting optical fiber is reflected using a light reflector and guided to the side of each slit plate facing the light-receiving optical fiber, so that the light is reflected and projected toward the light-receiving optical fiber. Configure.

即ち、回転軸に取付けられ、回転軸を中心として回転自
在とされた円板上に等間隔に可動スリットを形成した可
動スリット板と、上記可動スリット部分と対向す、るよ
うに必要に応じて設けられ、第1、第2スリット列が互
に配列のピッチがずれるようにして形成された固定スリ
ット板とを有する光ファイバロータリエンコーダにおい
て、上記可動スリット板の外周面と接近して、可動スリ
ット板の板面とほゞ直角に投光用光ファイバを設け、そ
の投光用光ファイバからの出射光を受けて上記回転軸側
に反射した後、上記可動スリット板の第1、第2スリッ
ト部分に再反射するようにさせ、上記固定スリット板の
第1、第2スリツト及び上記可動スリットを透過した上
記反射体からの光がそれぞれ受光されるように、上記可
動スリット板の板面とは\゛垂直第1、第2受光用光フ
ァイバを配列する。即ち、上記投光用光ファイバと並行
に第1、第2受光用光ファイバを設け、これら光ファイ
バを彎曲させることなくケースの外部へ導出させること
を可能にする。
That is, a movable slit plate having movable slits formed at equal intervals on a disc that is attached to a rotating shaft and is rotatable around the rotating shaft, and a movable slit plate that is arranged so as to face the movable slit portion at equal intervals. and a fixed slit plate in which the first and second slit rows are formed so that the pitches of the arranged slits are shifted from each other, the movable slits are arranged close to the outer peripheral surface of the movable slit plate. A light emitting optical fiber is provided almost perpendicularly to the plate surface of the plate, and after receiving the light emitted from the light emitting optical fiber and reflecting it toward the rotating shaft side, the light is transmitted through the first and second slits of the movable slit plate. The plate surface of the movable slit plate is configured such that the light from the reflector that has passed through the first and second slits of the fixed slit plate and the movable slit is received. \゛Arrange the first and second light-receiving optical fibers vertically. That is, the first and second light-receiving optical fibers are provided in parallel with the light-emitting optical fiber, and these optical fibers can be led out of the case without being bent.

「実施例」 第、1図はこの発明の実施例を示す図−である。前に説
明した部分と同じ部分には同一番号を付けて説明する。
Embodiment FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. Parts that are the same as those previously described will be described with the same numbers.

ケース11内には端板12を外部から挿通して被測定物
の回転を伝える回転軸13がベアリング14により回転
自在に保持され、その回転軸13の先端には円板状の可
動スリット板15が取付けられる。可動スリット板15
は円板状をなし、その円板外周縁1.58に沿って可動
スリット25が1列に輪状に設けられる。
A rotary shaft 13 is rotatably held in the case 11 by a bearing 14 through which an end plate 12 is inserted from the outside and transmits the rotation of the object to be measured, and a disc-shaped movable slit plate 15 is provided at the tip of the rotary shaft 13. is installed. Movable slit plate 15
has a disk shape, and movable slits 25 are provided in a ring shape in a row along the outer peripheral edge 1.58 of the disk.

この可動スリット板15の可動スリット25が設けられ
ている部位と近接対面して固定スリット板16が設けら
れた場合である。第1図の例は可動スリット板15の回
転軸13取付は側に固定スリット板16が設けられた場
合である。固定スリット板16には従来1由り第1、第
2スリット列27゜28が設けられる。これらスリット
列27 、28はそれぞれの長辺が可動スリット25の
おおよそ1/2程度の長さとされ、各スリット列27 
、28は可動スリット25の列と同じピッチで扇状に配
列される。
This is a case where the fixed slit plate 16 is provided close to and facing the portion of the movable slit plate 15 where the movable slits 25 are provided. The example shown in FIG. 1 is a case where a fixed slit plate 16 is provided on the side of the rotary shaft 13 of the movable slit plate 15. The fixed slit plate 16 is provided with first and second slit rows 27° and 28 as in the conventional case. The long sides of these slit rows 27 and 28 are approximately half the length of the movable slit 25, and each slit row 27
, 28 are arranged in a fan shape at the same pitch as the row of movable slits 25.

これら2つのスリット板15.16の外周面と近接して
スリット板15.16にはゾ垂直の方向に投光用光ファ
イバ17が設けられる。この例では投光用光ファイバ1
7の先端には円筒状の投光用レンズ31が取付けられた
場合を示し、その円筒端面からは投射光が可動スリット
板15の回転軸の方向に向けて投光される。
A light projecting optical fiber 17 is provided in the slit plate 15.16 in a direction perpendicular to the outer peripheral surfaces of these two slit plates 15.16. In this example, the light emitting optical fiber 1
A case is shown in which a cylindrical light projection lens 31 is attached to the tip of 7, and projection light is projected from the cylindrical end face in the direction of the rotation axis of the movable slit plate 15.

また、ここでは投光用レンズから投射された光を反射さ
せる反射体として直角プリズム22が用いられた例を示
す。反射用の2等辺直角プリズム22はその3辺のうち
、長辺22aが固定スリット板16及び投光用レンズ3
1と近接対向して設けられ、投光用レンズ31から投射
された光はほぼ垂直にプリズム22内に入り、第1反射
面22bで反射されその進行方向を変え固定スリット板
16の背面に廻り込むようにされ、更にプリズム22の
第2反射面22Cで反射され、再び進行方向を変え、つ
まり出射された方向とは逆の方向に向かうようにされ、
固定スリット板16に向けはゾ垂直に投射される。
Further, here, an example is shown in which a right-angle prism 22 is used as a reflector that reflects light projected from a projection lens. Of the three sides of the isosceles rectangular prism 22 for reflection, the long side 22a is connected to the fixed slit plate 16 and the projection lens 3.
The light projected from the projection lens 31 enters the prism 22 almost perpendicularly, is reflected by the first reflecting surface 22b, changes its traveling direction, and goes around the back side of the fixed slit plate 16. The light is then reflected by the second reflecting surface 22C of the prism 22, and changes its traveling direction again, that is, it heads in the opposite direction to the direction in which it was emitted.
The light is projected vertically toward the fixed slit plate 16.

可動スリット板15を介して固定スリット板16と対向
して第1.第2受光用光ファイバ18 、19が設けら
れ、この第1、第2受光用光ファイバ18゜19により
固定スリット16及び可動スリット15を通ってきた信
号光が受光される。つまり第1、第2受光用光ファイバ
18.19は投光用光ファイバと並行になるように配列
され、これら光ファイバ17.18.19はケース11
の閉塞面11bに設けられた開口29からケース外部に
導出される。
The first. Second light-receiving optical fibers 18 and 19 are provided, and the signal light that has passed through the fixed slit 16 and the movable slit 15 is received by the first and second light-receiving optical fibers 18 and 19. In other words, the first and second light receiving optical fibers 18.19 are arranged parallel to the light emitting optical fiber, and these optical fibers 17, 18, 19 are connected to the case 11.
It is led out to the outside of the case through an opening 29 provided in the closed surface 11b of.

この例では可動スリット板15と対面する受光用光ファ
イバ17の先端には受光効率を良くするために受光用レ
ンズ23.24が取付けられた例である。これら受光用
レンズ23.24は可動スリット板15の回転中心15
bを通る直線上で、かつ固定スリット板16の第1、第
2スリット列27.28と可動スリット板15を介して
それぞれ対向するように設けられる。
In this example, light receiving lenses 23 and 24 are attached to the tip of the light receiving optical fiber 17 facing the movable slit plate 15 in order to improve light receiving efficiency. These light receiving lenses 23 and 24 are connected to the rotation center 15 of the movable slit plate 15.
The first and second slit rows 27 and 28 of the fixed slit plate 16 and the movable slit plate 15 are provided so as to face each other on a straight line passing through b.

固定スリット板の第1または第2スリツトを通った光は
可動スリット板にはゾ垂直に投射され、可動スリット板
の回転にしたがって通光或は遮光されて点滅する信号光
とされ、受光用レンズに入射される。
The light that has passed through the first or second slit of the fixed slit plate is projected perpendicularly onto the movable slit plate, and as the movable slit plate rotates, the light is transmitted or blocked as a blinking signal light, and the light is transmitted through the light receiving lens. is incident on the

受光用レンズはその入射端面に信号光を入射され、その
入射光を収束させ曲端面から受光用光ファイバへ送るよ
うにされる。
The light-receiving lens receives signal light incident on its entrance end face, converges the incident light, and sends it from the curved end face to the light-receiving optical fiber.

多チヤンネル型の光ファイバロータリエンコーダの場合
、信号光を受光する受光部が複数設けられる。従って投
光用光ファイバ17から出射される光は複数の受光部に
なるべく均一に投射されるようにする必要がある。この
ために第1図の例では投光用光ファイバ17の先端に投
光用レンズ31を付け、投射される光が光軸に対して拡
がり角をもって投射されるように構成する。
In the case of a multi-channel optical fiber rotary encoder, a plurality of light receiving sections that receive signal light are provided. Therefore, it is necessary to project the light emitted from the light projecting optical fiber 17 onto the plurality of light receiving sections as uniformly as possible. For this purpose, in the example shown in FIG. 1, a projection lens 31 is attached to the tip of the projection optical fiber 17, so that the projected light is projected with a divergence angle with respect to the optical axis.

この場合、複数の受光部が可動スリット15に対面して
設けられるので、各受光部が投射光の中心光軸上に配列
されるようにすることはできない。
In this case, since a plurality of light receiving sections are provided facing the movable slit 15, it is not possible to arrange each light receiving section on the central optical axis of the projected light.

即ち、第6図Bに示すように、受光用レンズ23゜24
は投射光の中心光軸から外れた位置に配されるため、入
射光は受光用レンズ23.24の受光面23ae24a
に対して成る偏角を付加された入射光となり、従って受
光用レンズ23.24で収束された信号光は受光用光フ
ァイバ18 、19との接続端面23b、24b上でそ
の端面中心部から外れた位置に収束され、その結果、受
光用ファイバ18.19への信号光の伝達が正しく行わ
れなくなる。
That is, as shown in FIG. 6B, the light receiving lens 23°24
is arranged at a position away from the central optical axis of the projected light, so the incident light is transmitted to the light receiving surface 23ae24a of the light receiving lens 23.24.
Therefore, the signal light converged by the light-receiving lenses 23 and 24 deviates from the center of the end faces on the connection end faces 23b and 24b with the light-receiving optical fibers 18 and 19. As a result, the signal light is not transmitted correctly to the light receiving fibers 18 and 19.

第2図A、Bはこの発明を多チヤンネル型光ファイバロ
ータリエンコーダに適用した実施例の要部を示す図であ
る。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing essential parts of an embodiment in which the present invention is applied to a multi-channel optical fiber rotary encoder.

即ち、第2図Aに示すように、受光用レンズ23゜24
の受光用光ファイバ18.19との接続面23b 、2
4bの中心部に信号光が収束されるように、受光用レン
ズ23.24の受光端面23a。
That is, as shown in FIG. 2A, the light receiving lens 23°24
connection surface 23b with the light receiving optical fiber 18.19, 2
The light-receiving end surface 23a of the light-receiving lens 23, 24 so that the signal light is converged at the center of the lens 4b.

24、aをレンズの中心軸に対して斜めになるように仕
上げる。第6図Cはその時の入射光が光ファイバとの接
続面の中央部に収束される様子を示す図である。つまり
受光用レンズ23.24の入射面23a、24aをレン
ズの中心軸に対して斜めに傾け、信号光がレンズ受光面
23a、24aで屈折されるようにする。即ち、レンズ
入射面23a。
24. Finish a so that it is oblique to the central axis of the lens. FIG. 6C is a diagram showing how the incident light at that time is converged at the center of the connection surface with the optical fiber. That is, the incident surfaces 23a, 24a of the light receiving lenses 23, 24 are tilted obliquely with respect to the central axis of the lens, so that the signal light is refracted by the lens light receiving surfaces 23a, 24a. That is, the lens entrance surface 23a.

24aの前記傾き角を選ぶことにより、レンズ受光面2
3aj24aで屈折された信号光の進行方向と受光用レ
ンズ23.24の中心軸方向とを一致させることが可能
であり、入射信号光が受光用光ファイバ1’8.19と
の接続面23b 、24bの中心部に収束されることが
可能とされる。
By selecting the above-mentioned inclination angle of 24a, the lens light-receiving surface 2
It is possible to match the traveling direction of the signal light refracted by the light receiving lens 23.24 with the central axis direction of the light receiving lens 23.24, and the incident signal light is connected to the light receiving optical fiber 1'8.19 at the connection surface 23b, 24b.

第2図B +−!、 /112の実施例である。この例
では受光用光ファイバ18.19を拡散する投射光の拡
がり角に合わせて受光用光ファイバ18.19を一致さ
せるように配列する。従って受光用レンズ23゜24の
受光面23a、24aには垂直に信号光が入射され、そ
の信号光は光ファイバ18.19との接続端面23b、
24bの中心部に収束される。
Figure 2 B +-! , /112 is an example. In this example, the light receiving optical fibers 18 and 19 are arranged so as to match the spread angle of the diffused projected light. Therefore, the signal light is perpendicularly incident on the light receiving surfaces 23a and 24a of the light receiving lenses 23 and 24, and the signal light is connected to the connecting end surface 23b and the optical fiber 18, 19.
24b.

この時の受光用光ファイバ18.19は互に並行とはな
らないが、その程度は第3図に示される従来例のように
直角に配されているのに比較してはるかに僅かな程度で
あり、実用的になんら問題にはならない。
At this time, the light-receiving optical fibers 18 and 19 are not parallel to each other, but the degree of this is much smaller than that in the conventional example shown in Fig. 3, where they are arranged at right angles. Yes, there is no practical problem.

多チヤンネル型光ファイバロータリエンコーダでは光フ
ァイバからの投射光を投射中心光軸に対して拡がり角を
もたせて投射させるため、反射用直角プリズム22の第
1.第2反射面22a。
In the multi-channel optical fiber rotary encoder, in order to project the light projected from the optical fiber with a divergence angle with respect to the projection center optical axis, the first. Second reflective surface 22a.

22bに光が直角に入射されなくなる。従って反射用直
角プリズム22の反射面へ入射する光の入射角が、周囲
雰囲気に対する反射用直角プリズム22材質の光学ガラ
スの反射の臨界角より下回り、この結果光の反射量が減
少することがある。このような光量の低下の対策として
、投射光の反射体としての反射用直角プリズム22の第
1、第2反射面22b 、22Cに蒸着などによりメタ
ライズ加工を施せば、光量が減少することによる派生的
な問題も生じない。
Light is no longer incident at right angles to 22b. Therefore, the angle of incidence of light that enters the reflective surface of the right-angle reflective prism 22 may be lower than the critical angle of reflection of the optical glass, which is the material of the right-angle reflective prism 22, from the surrounding atmosphere, and as a result, the amount of light reflected may decrease. . As a countermeasure for such a reduction in the amount of light, if the first and second reflective surfaces 22b and 22C of the reflecting right-angle prism 22, which serves as a reflector for the projected light, are metallized by vapor deposition, etc., the resulting reduction in the amount of light can be avoided. No problems arise.

以上の実施例で示す可動スリット板及び固定スリット板
は金属蒸着により作成することもできる。
The movable slit plate and the fixed slit plate shown in the above embodiments can also be made by metal vapor deposition.

即ち、金属蒸着された部分は光遮断部とされ、金属蒸着
されない部分は光透過部として可動スリット25及び固
定スリットの第1、第2スリツト27゜28とすること
ができる。
That is, the metal-deposited portion can be used as a light-blocking portion, and the metal-undeposited portion can be used as a light-transmitting portion, such as the movable slit 25 and the first and second slits 27 and 28 of the fixed slit.

この例では、固定スリット板16の第1、第2スリット
27.28を可動スリット板15の回転中心から異なる
径で2列に並べて配された場合を示したが、第1、第2
スリット27.28は同じ径で配列し、ただし1/4ピ
ツチ角だけ互にずれるように配列されるようにしてもよ
い。
In this example, the first and second slits 27 and 28 of the fixed slit plate 16 are arranged in two rows with different diameters from the rotation center of the movable slit plate 15.
The slits 27, 28 may be arranged with the same diameter, but may be arranged so as to be offset from each other by a quarter pitch angle.

またスリット幅、・即ち、ピッチが受光用レンズのレン
ズ径に対して非常に小さい場合の例であり、固定スリッ
トを設けた場合であるが、スリット幅が十分に大きく受
光用し/ズのレンズ径に対応する大きさならば固定スリ
ット板はなくてもよい。
In addition, this is an example where the slit width, that is, the pitch, is very small compared to the lens diameter of the light receiving lens, and this is a case where a fixed slit is provided. If the size corresponds to the diameter, the fixed slit plate may be omitted.

この場合第1、第2受光用レンズ23.24を1/4ピ
ツチ角だけずらして設ければ各受光用レンズに入射する
信号光は互に174の位相差をも7たされそれぞれ角度
検出用信号光及び回転方向検出用信号光とされる。この
ことは固定スリット板が設けられている場合でも同様で
あり、固定スリット板の第1、第2スリツ)27.28
を連続した1列のスリット列とし、その替りに第1、第
2受光用レンズ23.24をずらして配列しそれぞれの
入射光に174の位相差ができるようにしてもよい。
In this case, if the first and second light-receiving lenses 23 and 24 are provided shifted by 1/4 pitch angle, the signal light incident on each light-receiving lens will have a phase difference of 174, and each will be used for angle detection. It is used as a signal light and a signal light for detecting rotational direction. This is the same even when a fixed slit plate is provided, and the first and second slits of the fixed slit plate)27.28
Alternatively, the first and second light-receiving lenses 23 and 24 may be arranged in a staggered manner so that each incident light has a phase difference of 174.

「発明の効果」 以上のように、受光用光ファイバを可動スリット板の回
転軸と反対側に設け、かつ受光用光ファイバと同一の側
に投光用光ファイバを並行にして設け、その投光用光フ
ァイバから投射された光は反射体を用いて反射させ、2
つのスリット板を介して受光用光ファイバと対向する側
に導き、スリット板に投射させるように構成したので、
従来のように光ファイバを彎曲させて投光用光ファイバ
と対向する部位に導く必要が無く、光ファイバロータリ
エンコーダを小型に構成することができる。
"Effects of the Invention" As described above, the light-receiving optical fiber is provided on the side opposite to the rotation axis of the movable slit plate, and the light-emitting optical fiber is provided in parallel on the same side as the light-receiving optical fiber, and the light-emitting The light projected from the optical fiber is reflected using a reflector, and
The structure is configured so that the light is guided through two slit plates to the side facing the receiving optical fiber, and the light is projected onto the slit plate.
It is not necessary to curve the optical fiber and guide it to a portion facing the light projecting optical fiber as in the conventional case, and the optical fiber rotary encoder can be configured in a small size.

また多チヤンネル型の光ファイバロータリエンコーダの
場合に、投射光の拡がり角に応じて受光用レンズの受光
面をレンズ中心軸に対して傾けるようにすれば、入射信
号光を光ファイバとの接続面の中央部に正しく収束させ
ることが可能となる。
In addition, in the case of a multi-channel optical fiber rotary encoder, if the light receiving surface of the light receiving lens is tilted with respect to the lens center axis according to the spread angle of the projected light, the incident signal light can be connected to the connection surface with the optical fiber. It becomes possible to correctly converge the image to the center of the area.

或は複数の受光用光ファイバを、投射光の拡がり角に合
わせて配列することにより、同様に信号光を受光用レン
ズの中央部に収束させることが可能となり、正しく光フ
ァイバへ伝達することが可能となる。
Alternatively, by arranging a plurality of receiving optical fibers in accordance with the spread angle of the projected light, it is possible to similarly converge the signal light to the center of the receiving lens, thereby ensuring correct transmission to the optical fiber. It becomes possible.

更に、反射体としての反射用直角プリズムの反射面に金
唄蒸着などを施し反射率を高くすれば、投射光の拡がり
角により反射臨界角を下回ることによる反射光着の減少
を防ぐこともできる。
Furthermore, if the reflective surface of the right-angle reflective prism used as a reflector is coated with metal evaporation to increase the reflectance, it is possible to prevent the reduction in reflected light due to the spread angle of the projected light falling below the critical angle of reflection. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の実施例を示す図、第2図A。 Bはそれぞれ多チヤンネル型の光ファイバロータリエン
コーダの実施例の要部を示す図、季春ミコ自撃傘半器ヰ
第3図は従来の光ファイバロータリエンコーダの構成を
示す図、第4図は可動スリット板を示す図、第5図は固
定スリット板の例を示す図、第6図A、Bは受光用レン
ズに投射光が入射する様子を示し、それぞれ従来の受光
レンズに光がレンズ光軸に並行に入射した場合、及び角
度をもって入射した場合の様子を示し、第6図Cはこの
出願により提案されたレンズで、入射端面をレンズ軸に
対し斜めにした時の様子を示す図である。 11:ケース、12:端板、13:回転軸、14:ベア
リング、15:可動スリット板、16:固定スリット板
、17:投光用光ファイバ、18:第1受光用光ファイ
バ、19:第2受光用光ファイバ、21:保持ブロック
、22:反射用プリズム、23:第11受光用レンズ、
24:第2受光用レンズ、25:可動スリット、26:
固定スリット、27:第1スリツト、28:第2スリツ
ト、29:開口、31:投光用レンズ。 7172  図 A オ 2 図 B +173 図 第1+光用紙ファイバ :X  L
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the invention, and FIG. 2A is a diagram showing an embodiment of the present invention. B is a diagram showing the main parts of an embodiment of a multi-channel type optical fiber rotary encoder, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a conventional optical fiber rotary encoder, and FIG. 4 is a movable Figure 5 shows a slit plate, Figure 5 shows an example of a fixed slit plate, and Figures 6A and B show how the projected light enters the light receiving lens. Fig. 6C shows the lens proposed in this application, and shows the situation when the incident end surface is oblique to the lens axis. . 11: Case, 12: End plate, 13: Rotating shaft, 14: Bearing, 15: Movable slit plate, 16: Fixed slit plate, 17: Light emitting optical fiber, 18: First light receiving optical fiber, 19: First 2 optical fiber for light reception, 21: holding block, 22: reflection prism, 23: 11th light reception lens,
24: Second light receiving lens, 25: Movable slit, 26:
Fixed slit, 27: first slit, 28: second slit, 29: opening, 31: light projection lens. 7172 Figure A O 2 Figure B +173 Figure 1 + Optical paper fiber: XL

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)回転軸に取付けられ、回転軸を中心とする円板上
に等間隔で可動スリットが形成された可動スリット板と
、 上記可動スリット板の外周面と接近して設けられ、可動
スリット板の板面とほゞ直角に配された投光用光ファイ
バと、 その投光用光ファイバからの光を受けて上記回転軸側に
反射した後、上記可動スリット板の第1、第2スリット
部分に再反射する反射体と、 上記可動スリットを透過した上記反射体からの光をそれ
ぞれ受光し、上記可動スリット板の板面とほゞ垂直に配
された第1、第2受光用光ファイバとを具備する、光フ
ァイバロータリエンコーダ。
(1) A movable slit plate that is attached to a rotating shaft and has movable slits formed at equal intervals on a disc centered on the rotating shaft, and a movable slit plate that is provided close to the outer peripheral surface of the movable slit plate. A light emitting optical fiber arranged substantially perpendicular to the plate surface, and after receiving the light from the light emitting optical fiber and reflecting it toward the rotating shaft side, the first and second slits of the movable slit plate a reflector that re-reflects the light from the movable slit, and first and second light-receiving optical fibers that respectively receive light from the reflector that has passed through the movable slit and are arranged substantially perpendicular to the plate surface of the movable slit plate. An optical fiber rotary encoder comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007043521A1 (en) * 2005-10-13 2007-04-19 Hamamatsu Photonics K.K. Encoder and light receiving device for encoder
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