JPS618619A - 光学式エンコ−ダ - Google Patents
光学式エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS618619A JPS618619A JP13049684A JP13049684A JPS618619A JP S618619 A JPS618619 A JP S618619A JP 13049684 A JP13049684 A JP 13049684A JP 13049684 A JP13049684 A JP 13049684A JP S618619 A JPS618619 A JP S618619A
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- JP
- Japan
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- slit plate
- light sources
- differential amplifier
- optical encoder
- current differential
- Prior art date
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- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 23
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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】
〔技術分野〕
この発明は、光学式エンコーダに関する。
従来の光学式エンコーダは、回転変位または直線変位な
どの機械的変位を、以下に述べるような仕組みで検出し
ていた。すなわち、検出されるべき機械的変位が回転変
位の場合には、２個の光源を用い、この２つの光源から
（る光を回動するスリットと固定のスリットを通して断
続させ、光信号とする。このとき、２つの光路は、変位
検出分解能角度を半分ずつずらせたものとし、２個の変
位検出回路を用いて、この２つの光路のうちのどちらの
光路が進相であるかを検知すれば、回転変位方向が判明
できる。同様に、他の機械的変位を検出する場合にも、
複数の、変位検出分解能のずれた光路および検出回路を
用いて、どの光路が進相であるかを検知する。
どの機械的変位を、以下に述べるような仕組みで検出し
ていた。すなわち、検出されるべき機械的変位が回転変
位の場合には、２個の光源を用い、この２つの光源から
（る光を回動するスリットと固定のスリットを通して断
続させ、光信号とする。このとき、２つの光路は、変位
検出分解能角度を半分ずつずらせたものとし、２個の変
位検出回路を用いて、この２つの光路のうちのどちらの
光路が進相であるかを検知すれば、回転変位方向が判明
できる。同様に、他の機械的変位を検出する場合にも、
複数の、変位検出分解能のずれた光路および検出回路を
用いて、どの光路が進相であるかを検知する。
ところで、検出信号は、さらに、増幅回路、比較回路等
による処理を受けることがｌ・要である。
による処理を受けることがｌ・要である。
たとえば、第１図にみるように、スリット板のスリット
部分を通り抜けた光は、フォトダイオード１．１′によ
って電気信号に変換される。フォトダイオード１，１′
は、帰還抵抗３．３′を備えた電圧差動増幅器２．２′
の反転入力端子に接続されている。そして、この２つの
増幅器の出力端子が、別の電圧差動増幅器２″の入力端
子に接続されているのである。この場合、数多（の回路
、たとえば、光信号−電気信号変換素子、増幅回路、比
較回路等が必要となり、部品点数も多く、集積回路面積
の増加の原因となった。また、光検出器として使用する
フォトダイオードの特性ばらつきや、フォトダイオード
に接続された抵抗の特性ばらつきが、光信号の検出、比
較に悪影響を与えていた。
部分を通り抜けた光は、フォトダイオード１．１′によ
って電気信号に変換される。フォトダイオード１，１′
は、帰還抵抗３．３′を備えた電圧差動増幅器２．２′
の反転入力端子に接続されている。そして、この２つの
増幅器の出力端子が、別の電圧差動増幅器２″の入力端
子に接続されているのである。この場合、数多（の回路
、たとえば、光信号−電気信号変換素子、増幅回路、比
較回路等が必要となり、部品点数も多く、集積回路面積
の増加の原因となった。また、光検出器として使用する
フォトダイオードの特性ばらつきや、フォトダイオード
に接続された抵抗の特性ばらつきが、光信号の検出、比
較に悪影響を与えていた。
この発明は、構成が簡単でかつ、抵抗やフォトダイオー
ドの特性ばらつきによる光信号検出および比較に対する
影響のない、あるいは少ない光学式エンコーダを提供す
ることをその目的とする。
ドの特性ばらつきによる光信号検出および比較に対する
影響のない、あるいは少ない光学式エンコーダを提供す
ることをその目的とする。
この発明にかかる光学式エンコーダは、被検出体の変位
に追随するように連動されている移動スリット板と、こ
のスリット板を挟んで対向している複数の光源および固
定スリット板と、この固定スリット板の裏側に設けられ
、前記複数の光源に対応する複数の光検出器を備えてい
る光学式エンコーダにおいて、前記光検出器が増幅器と
して電流差動増幅器を用いていることを特徴とする。以
下、この発明について１実施例をあられす図面に基づい
て詳し〈発明する。
に追随するように連動されている移動スリット板と、こ
のスリット板を挟んで対向している複数の光源および固
定スリット板と、この固定スリット板の裏側に設けられ
、前記複数の光源に対応する複数の光検出器を備えてい
る光学式エンコーダにおいて、前記光検出器が増幅器と
して電流差動増幅器を用いていることを特徴とする。以
下、この発明について１実施例をあられす図面に基づい
て詳し〈発明する。
第２図にみるように、回転軸４は一方の端部（図の手前
端部）が機械的変位を検出されるべき対象物に結合され
るようになっていて（図にはあられれていない）、もう
一方の端部に円周方向にスリット５を多数有する移動ス
リット板６の中心部が接合されている。２つの光源７，
７′が移動スリット板６のスリット５部分に応じる回転
軸４方向の位置に取付けられていて（取付は支持状態は
図では省略）、これらの光源７．７′に対向する位置に
前記移動スリット板６をはさむようにして、固定スリッ
ト板８が取付は固定されている（取付は支持状態は図で
は省略）。この固定スリット板８の裏側には、光検出器
９，９′が設けられている（取付は支持状態は図では省
略）。各光検出器９，９′が、前記固定スリット板８の
スリット部分を通り抜けた光源７，７′の光を受ける位
置に（るようにして設けられていることは言うまでもな
い。
端部）が機械的変位を検出されるべき対象物に結合され
るようになっていて（図にはあられれていない）、もう
一方の端部に円周方向にスリット５を多数有する移動ス
リット板６の中心部が接合されている。２つの光源７，
７′が移動スリット板６のスリット５部分に応じる回転
軸４方向の位置に取付けられていて（取付は支持状態は
図では省略）、これらの光源７．７′に対向する位置に
前記移動スリット板６をはさむようにして、固定スリッ
ト板８が取付は固定されている（取付は支持状態は図で
は省略）。この固定スリット板８の裏側には、光検出器
９，９′が設けられている（取付は支持状態は図では省
略）。各光検出器９，９′が、前記固定スリット板８の
スリット部分を通り抜けた光源７，７′の光を受ける位
置に（るようにして設けられていることは言うまでもな
い。
第３図は、この光検出器の信号処理回路図で、光検出器
９，９′のフォトダイオード１．１′は、電流差動増幅
器１０の再入力端子に接続されている。電流差動増幅器
１００回路は、動作上、第４図にように、３つのトラン
ジスタＴｒ“１〜Ｔｒ３から構成されていると考えるこ
とができる。つまり、入力部が電流ミラー回路で構成さ
れているので、フォトダイオード１．１′で光電変換さ
れて得られた電流１．、Ｉ２は、トランジスタＴｒ１
、Ｔｒ２の働きにより、その差がトランジスタＴ ｒ
３に入力され、出力電圧ｖ３となって取り出される。こ
れを波形図でみると、第５図のようであり、三角波で得
られる１８０°の位相差を持った二つの電気信号ＩＩ、
１２が、電流差動増幅器により、方形波を持つ出力電圧
ｖ３として得られるのである。
９，９′のフォトダイオード１．１′は、電流差動増幅
器１０の再入力端子に接続されている。電流差動増幅器
１００回路は、動作上、第４図にように、３つのトラン
ジスタＴｒ“１〜Ｔｒ３から構成されていると考えるこ
とができる。つまり、入力部が電流ミラー回路で構成さ
れているので、フォトダイオード１．１′で光電変換さ
れて得られた電流１．、Ｉ２は、トランジスタＴｒ１
、Ｔｒ２の働きにより、その差がトランジスタＴ ｒ
３に入力され、出力電圧ｖ３となって取り出される。こ
れを波形図でみると、第５図のようであり、三角波で得
られる１８０°の位相差を持った二つの電気信号ＩＩ、
１２が、電流差動増幅器により、方形波を持つ出力電圧
ｖ３として得られるのである。
フォトダイオードによって変換取得された２つの電気信
号１１’＋ １２は、環境温度等の変化によってもそ
の相対関係が、変化しないため、出力信号Ｖ３は、常に
安定である。
号１１’＋ １２は、環境温度等の変化によってもそ
の相対関係が、変化しないため、出力信号Ｖ３は、常に
安定である。
この発明にかかる光学式エンコーダは、上記実施例では
回転変位を検出する場合について説明したが、他の機械
的変位、たとえば直線変位を検出するものに適用しても
別に構わない。ただし、この場合には、その機械的変位
の特性に応じてスリットを多数有する板の形状、スリッ
トの配置の仕方、軸等連動機構の種類や取付は方法、光
源の数およびこの数に応じた光検出器等、必要に応じて
変えなければならないことはいうまでもない。
回転変位を検出する場合について説明したが、他の機械
的変位、たとえば直線変位を検出するものに適用しても
別に構わない。ただし、この場合には、その機械的変位
の特性に応じてスリットを多数有する板の形状、スリッ
トの配置の仕方、軸等連動機構の種類や取付は方法、光
源の数およびこの数に応じた光検出器等、必要に応じて
変えなければならないことはいうまでもない。
以上のように、この発明にかかる光学式エンコーダは、
被検出体の変位に追随するように連動されている移動ス
リット板と、このスリット板をはさんで対向している複
数の光源および固定スリット板と、この固定スリット板
の裏側に設けられ、前記複数の光源に対応する複数の光
検出器を備えている光学式エンコーダにおいて、前記光
検出器が増幅器として電流差動増幅器を用いているので
、エンコーダの構造が簡単となり、部品点数が少なくて
すむので、集積回路面積を小さくできる。
被検出体の変位に追随するように連動されている移動ス
リット板と、このスリット板をはさんで対向している複
数の光源および固定スリット板と、この固定スリット板
の裏側に設けられ、前記複数の光源に対応する複数の光
検出器を備えている光学式エンコーダにおいて、前記光
検出器が増幅器として電流差動増幅器を用いているので
、エンコーダの構造が簡単となり、部品点数が少なくて
すむので、集積回路面積を小さくできる。
また、フォトダイオードの特性ばらつきによる誤差を除
去あるいは低減できる。
去あるいは低減できる。
第１図は、従来の光学式エンコーダの回路図、第２図は
、光学式ロータリーエンコーダの斜視図、第３図は、こ
の発明にかかる光学式エンコーダの回路図、第４図は、
電流差動増幅器の回路図、第５図は、第３図の回路にお
ける電気信号と出力信号の波形図である。 １．１′・・・フォトダイオード ６・・・移動スリッ
ト＆７．７’・・・光源 ８・・・固定スリット板 ９
．９′・・・光検出器 １０・・・電流差動増幅器 ■
１．１２・・・電気信号 Ｖ３・・・出力信号代理人
弁理士 松 本 武 彦 第１図 ２′ 第２図 第３図
、光学式ロータリーエンコーダの斜視図、第３図は、こ
の発明にかかる光学式エンコーダの回路図、第４図は、
電流差動増幅器の回路図、第５図は、第３図の回路にお
ける電気信号と出力信号の波形図である。 １．１′・・・フォトダイオード ６・・・移動スリッ
ト＆７．７’・・・光源 ８・・・固定スリット板 ９
．９′・・・光検出器 １０・・・電流差動増幅器 ■
１．１２・・・電気信号 Ｖ３・・・出力信号代理人
弁理士 松 本 武 彦 第１図 ２′ 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）被検出体の変位に追随するように連動されている
移動スリツト板と、このスリツト板をはさんで対向して
いる複数の光源および固定スリツト板と、この固定スリ
ツト板の裏側に設けられ、前記複数の光源に対応する複
数の光検出器を備えている光学式エンコーダにおいて、
前記光検出器が増幅器として電流差動増幅器を用いてい
ることを特徴とする光学式エンコーダ。 - （２）固定スリツト板が、その裏側に設けられた光検出
器において位相差１８０°の電気信号が得られるように
配置されている特許請求の範囲第１項記載の光学式エン
コーダ。 - （３）光検出器および電流差動増幅器が、共通集積回路
で構成されている特許請求の範囲第１項または第２項記
載の光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13049684A JPS618619A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 光学式エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13049684A JPS618619A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 光学式エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS618619A true JPS618619A (ja) | 1986-01-16 |
Family
ID=15035654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13049684A Pending JPS618619A (ja) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | 光学式エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS618619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343140A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Ntn Corp | 磁気アレイセンサ回路およびこれを用いた回転検出装置 |
| US7948231B2 (en) | 2004-12-14 | 2011-05-24 | Ntn Corporation | Rotation detecting apparatus having magnetic sensor array and bearing provided with same |
-
1984
- 1984-06-25 JP JP13049684A patent/JPS618619A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7948231B2 (en) | 2004-12-14 | 2011-05-24 | Ntn Corporation | Rotation detecting apparatus having magnetic sensor array and bearing provided with same |
| US8283913B2 (en) | 2004-12-14 | 2012-10-09 | Ntn Corporation | Magnetic array sensor circuit having offset variation reduction circuit |
| JP2006343140A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Ntn Corp | 磁気アレイセンサ回路およびこれを用いた回転検出装置 |
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