JPS6254122A - ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents
ロ−タリ−エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS6254122A JPS6254122A JP19311685A JP19311685A JPS6254122A JP S6254122 A JPS6254122 A JP S6254122A JP 19311685 A JP19311685 A JP 19311685A JP 19311685 A JP19311685 A JP 19311685A JP S6254122 A JPS6254122 A JP S6254122A
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- JP
- Japan
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- flat plate
- light
- sensor
- optical sensor
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は光を用いて回転量あるいは変位量を検出する変
位検出装置に関する。
位検出装置に関する。
従来、例えば変位検出装置の一種であるロータリーエン
コーダにはいては、第５囚に示されるように所定の中心
角毎に異なる半径の位置に図中スクラッチで示されるス
リット又は開口部からなるデジタルパタンを有す円板状
のコード板５０４を図中一点鎖線で示されるケース５０
１に軸受５０２で保持された回転軸５００に同軸に取り
付け、検出部５０３でコード板５０４の一方から光源に
よってデジタルバタンめがけて光を照射して透過光を光
センサで検出することによりコード化された回転軸５０
００回転角の絶対値をデジタル信号で得ている。
コーダにはいては、第５囚に示されるように所定の中心
角毎に異なる半径の位置に図中スクラッチで示されるス
リット又は開口部からなるデジタルパタンを有す円板状
のコード板５０４を図中一点鎖線で示されるケース５０
１に軸受５０２で保持された回転軸５００に同軸に取り
付け、検出部５０３でコード板５０４の一方から光源に
よってデジタルバタンめがけて光を照射して透過光を光
センサで検出することによりコード化された回転軸５０
００回転角の絶対値をデジタル信号で得ている。
このよ５なロータリーエンコーダでは検出される回転角
度の分解能を向上させるにはデジタルパタンの桁数を増
加させる必要がありこのためコード板５０４の直径が大
きくなり装置が大型化して高価になる問題点がある。ま
たデジタルバタンをコード板５０４において半径方向に
細かく配設することで桁数を増加させた場合には、検出
部５０３に結いて光源や光センサの工作精度が要求され
る。
度の分解能を向上させるにはデジタルパタンの桁数を増
加させる必要がありこのためコード板５０４の直径が大
きくなり装置が大型化して高価になる問題点がある。ま
たデジタルバタンをコード板５０４において半径方向に
細かく配設することで桁数を増加させた場合には、検出
部５０３に結いて光源や光センサの工作精度が要求され
る。
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みてなされたもの
でその目的とするところは、回転角を精度よく絶対値で
検出できる小屋のロータリーエンコーダを提供すること
にある。
でその目的とするところは、回転角を精度よく絶対値で
検出できる小屋のロータリーエンコーダを提供すること
にある。
上記問題点を解決するためになされた本発明は、被測定
物の回転軸と同軸で回転する平板と、この平板面に螺旋
状に形成されたスリットあるいは反射体などと、例えば
スリットの場合、前記平板の一方からスリットを含む平
板面に光を照射する光源と、前記平板の他方側（二装置
され前記平板に対して平行にかつ螺旋を横切る方向で一
直線上に設けられた光センチと、この光センサ上で検知
された光の位置に応じた信号を出力させる変換器とを備
えたことを特徴とするロータリーエンコーダである０、 〔発明の効果〕 本発明によれば１円板の回転により光センサ上を直線移
動する集光された光の位置を検知しているので、被測定
物の回転角度を精度よく絶対値で検出することができる
。
物の回転軸と同軸で回転する平板と、この平板面に螺旋
状に形成されたスリットあるいは反射体などと、例えば
スリットの場合、前記平板の一方からスリットを含む平
板面に光を照射する光源と、前記平板の他方側（二装置
され前記平板に対して平行にかつ螺旋を横切る方向で一
直線上に設けられた光センチと、この光センサ上で検知
された光の位置に応じた信号を出力させる変換器とを備
えたことを特徴とするロータリーエンコーダである０、 〔発明の効果〕 本発明によれば１円板の回転により光センサ上を直線移
動する集光された光の位置を検知しているので、被測定
物の回転角度を精度よく絶対値で検出することができる
。
以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。尚、図面中間一部分に相当する箇所同士には同一符
号を付す。
る。尚、図面中間一部分に相当する箇所同士には同一符
号を付す。
第一図に４（されるように本実施例の構成は円筒形状の
被測定物である回転子１０１端部に垂直に固定され同軸
で回転する円板１０２と、このＨ板端部から中心部に収
束する螺旋状に設けられた庖定の鴨からなるスリン）
１０３と、前記内板の回転子１０１側の曲に半住方向−
直線上に円板中心近傍から端部にかけてに一様に光を照
射する図示せぬ電源により点灯するバログンランプ等の
光源１０４とこの光源１０４より放射した光のうちスリ
ン） １０３から回折した光１１０を集光するレンズ１
０５とレンズ１０５によって集光された光を検知するた
めに前記円板に対して平行にかつ半径方向−直線上に設
けられた１次元（若しくは多次元）のイメージセンサ等
の光センサとこの光センサ上で検知された光の位置に個
有の信号を出力する変換器１０７とからなる。
被測定物である回転子１０１端部に垂直に固定され同軸
で回転する円板１０２と、このＨ板端部から中心部に収
束する螺旋状に設けられた庖定の鴨からなるスリン）
１０３と、前記内板の回転子１０１側の曲に半住方向−
直線上に円板中心近傍から端部にかけてに一様に光を照
射する図示せぬ電源により点灯するバログンランプ等の
光源１０４とこの光源１０４より放射した光のうちスリ
ン） １０３から回折した光１１０を集光するレンズ１
０５とレンズ１０５によって集光された光を検知するた
めに前記円板に対して平行にかつ半径方向−直線上に設
けられた１次元（若しくは多次元）のイメージセンサ等
の光センサとこの光センサ上で検知された光の位置に個
有の信号を出力する変換器１０７とからなる。
このような構成において、光源１０４から照射された光
のうちスリン）１０３を通過した光はレンズ１０５によ
り光センサ１０６上に集光され、回転子１０１の回転に
伴って円板１０２が回転すると光センサ１０６上の集光
点Ｓは一直線上の光センｆ １０６の一端から他端へ向
って円板１０２の回転角度に比例して直線的に移動する
。変換器１０７ではこれら光センサ１０６より得られる
信号を用いて回転子１０１０回転角度を絶対値で示す角
度信号を出力する。
のうちスリン）１０３を通過した光はレンズ１０５によ
り光センサ１０６上に集光され、回転子１０１の回転に
伴って円板１０２が回転すると光センサ１０６上の集光
点Ｓは一直線上の光センｆ １０６の一端から他端へ向
って円板１０２の回転角度に比例して直線的に移動する
。変換器１０７ではこれら光センサ１０６より得られる
信号を用いて回転子１０１０回転角度を絶対値で示す角
度信号を出力する。
以下変換器１０７による角度信号の出力に伴う信号処理
の様子を説明する。
の様子を説明する。
第２図に示されるようシニ図中点線で囲われる変換器１
０７では１発伝器２０８から出力されるクロック２０９
毎に一次元のイメージセンサからなる光センサ１０６
の一端から他端にかけて、各画素毎に走査信号が送出さ
れ各ビット毎の光検知レベル信号２０２が波形処理回路
２０３に入力させる。波形も理回路２０３では入力され
た光検知レベル信号２０２を設定されたしきい値を用い
て２値化して２値化信号を生成する。この時この２値化
信号のうち集光点Ｓの画素より得られた信号のみ１１”
の４Ｒ号となる。そして生成された２値化信号はフリッ
プフロップ回路２０６に入力され、この２値化信号とこ
の他にフリップフロップ回路２０６に入力され、光セン
サ１０６の走査終了時に出力されるｌライン終了信号と
はそれぞれスタート信号とストップ信号となり、この両
者をもとにゲート信号が生成される。このゲート４５号
はゲート回１２１０に入力されゲート信号の入力中は発
振器２０８のクロック２０９はゲート回路２１０を経由
してカクンタ２１２に入力される。カクンタ２１２はク
ロック数を計数して計数値を出力する。
０７では１発伝器２０８から出力されるクロック２０９
毎に一次元のイメージセンサからなる光センサ１０６
の一端から他端にかけて、各画素毎に走査信号が送出さ
れ各ビット毎の光検知レベル信号２０２が波形処理回路
２０３に入力させる。波形も理回路２０３では入力され
た光検知レベル信号２０２を設定されたしきい値を用い
て２値化して２値化信号を生成する。この時この２値化
信号のうち集光点Ｓの画素より得られた信号のみ１１”
の４Ｒ号となる。そして生成された２値化信号はフリッ
プフロップ回路２０６に入力され、この２値化信号とこ
の他にフリップフロップ回路２０６に入力され、光セン
サ１０６の走査終了時に出力されるｌライン終了信号と
はそれぞれスタート信号とストップ信号となり、この両
者をもとにゲート信号が生成される。このゲート４５号
はゲート回１２１０に入力されゲート信号の入力中は発
振器２０８のクロック２０９はゲート回路２１０を経由
してカクンタ２１２に入力される。カクンタ２１２はク
ロック数を計数して計数値を出力する。
次に上述した変換器１０７による信号処理の様子を第３
図に示したタイムチャートを参照して説明する。すなわ
ち、光センｆ１０６一端入から他端Ｂに渡り各画素毎に
出力される光検知レベル信号りは波形、処理回路２０３
に、結いて図中一点鎖線でホされるしきい値３０２で２
値化され２値化信号３０３となる。この２値化信号３０
３は波形処理回路２０３でスタート信号３０４となり、
光センｆｆ１Ｍ端Ｂからの光検知レベル信号りの出力完
了時に送出されるｌライン終了信号Ｅがストップ信号３
０５となってゲート信号Ｇが生成される。クロック２０
９のうちゲート信号Ｇの送出されている時間中（図中矢
印で囲われる領域）のクロック３０９はゲート回路２１
０から出力される。。
図に示したタイムチャートを参照して説明する。すなわ
ち、光センｆ１０６一端入から他端Ｂに渡り各画素毎に
出力される光検知レベル信号りは波形、処理回路２０３
に、結いて図中一点鎖線でホされるしきい値３０２で２
値化され２値化信号３０３となる。この２値化信号３０
３は波形処理回路２０３でスタート信号３０４となり、
光センｆｆ１Ｍ端Ｂからの光検知レベル信号りの出力完
了時に送出されるｌライン終了信号Ｅがストップ信号３
０５となってゲート信号Ｇが生成される。クロック２０
９のうちゲート信号Ｇの送出されている時間中（図中矢
印で囲われる領域）のクロック３０９はゲート回路２１
０から出力される。。
このようにゲート回路２１０から出力されるクロック数
は光センサ１０６上の集光点の位置すなわち光センｆ１
０６の他端Ｂからの距離に相当し、この距離は円板１０
２、あるいは回転子１０１の回転角度と対応しているの
で、カクンタ２１２によって計数されたクロック数の計
数値によって、回転子１０１の回転角度は絶対値で得ら
れる。
は光センサ１０６上の集光点の位置すなわち光センｆ１
０６の他端Ｂからの距離に相当し、この距離は円板１０
２、あるいは回転子１０１の回転角度と対応しているの
で、カクンタ２１２によって計数されたクロック数の計
数値によって、回転子１０１の回転角度は絶対値で得ら
れる。
以上記述した本発明の実施例に対して本発明の技術範囲
を離れることなく各種変更を加え得ることは容易にでき
る。例えば前述の実施例において円板を透明な部材で慣
成し、この円板面にスリン） １０３と同様な位置に螺
旋状の遮光部分を設け、光センサ１０６上に結像する遮
光部分を検知することで回転子１０１の回転角度を検出
することができる。この際光センｆ １０６から出力さ
れる光検知レベル信号２０２は第３図にホされるように
遮光部分をとらえた画素を除いてナベてしきい値を越え
るので２値化信号は遮光部分に相当する部分りの値が０
となりその他はすべて１となる。したがって波形処理回
路２０３では２値化信号の０の信号をスタート信号Ｓｔ
とすればよい。また、実施例中スリン） １０３から回
折する光はレンズ１０５によって光センサ１０６上に集
光されるが、これに限らずスリットから回折した光を直
接検知する光センサを光源１０４とは円板１０２を挾ん
で反対側の円板１０２近傍に（あるいはｉ！！著して）
円板１０２の半径方向−直線上に設けてもよい。尚、実
施的中円板１０２に形成されるスリン） １０３は、−
例としてあげるならばその形成法とし”ｃ、！ルミニウ
ムをＸ、ｆさせたガラス円板表面にホトエツチングでア
ルミを除去することで形成することができる。その他。
を離れることなく各種変更を加え得ることは容易にでき
る。例えば前述の実施例において円板を透明な部材で慣
成し、この円板面にスリン） １０３と同様な位置に螺
旋状の遮光部分を設け、光センサ１０６上に結像する遮
光部分を検知することで回転子１０１の回転角度を検出
することができる。この際光センｆ １０６から出力さ
れる光検知レベル信号２０２は第３図にホされるように
遮光部分をとらえた画素を除いてナベてしきい値を越え
るので２値化信号は遮光部分に相当する部分りの値が０
となりその他はすべて１となる。したがって波形処理回
路２０３では２値化信号の０の信号をスタート信号Ｓｔ
とすればよい。また、実施例中スリン） １０３から回
折する光はレンズ１０５によって光センサ１０６上に集
光されるが、これに限らずスリットから回折した光を直
接検知する光センサを光源１０４とは円板１０２を挾ん
で反対側の円板１０２近傍に（あるいはｉ！！著して）
円板１０２の半径方向−直線上に設けてもよい。尚、実
施的中円板１０２に形成されるスリン） １０３は、−
例としてあげるならばその形成法とし”ｃ、！ルミニウ
ムをＸ、ｆさせたガラス円板表面にホトエツチングでア
ルミを除去することで形成することができる。その他。
回転角度の検出精度を向上させるために円板１０２上の
螺旋状スリット１０３の延長若しくは、幅の縮小その他
光七ンナ１０６の画素のより一層の細゛分化等の方法が
あることはいうまでもない、。
螺旋状スリット１０３の延長若しくは、幅の縮小その他
光七ンナ１０６の画素のより一層の細゛分化等の方法が
あることはいうまでもない、。
〆その他の実施的として前述の実施例にｋける円板１０
２を光吸収性の部材からｍ成し、円板１０２上に螺旋状
配置されたスリット１０３の代わりに光反射面からなる
帯を同一の螺旋状で円板１０２上の回転子１０１側の面
に敷設し、光センサを前記帯に対向するように円板１０
２に平行にかつ半径方向に設ける。これらより、前記帯
で反射する光を検知した光センサ上の光の位置から回転
子１０１の回転角度を検出できる。
２を光吸収性の部材からｍ成し、円板１０２上に螺旋状
配置されたスリット１０３の代わりに光反射面からなる
帯を同一の螺旋状で円板１０２上の回転子１０１側の面
に敷設し、光センサを前記帯に対向するように円板１０
２に平行にかつ半径方向に設ける。これらより、前記帯
で反射する光を検知した光センサ上の光の位置から回転
子１０１の回転角度を検出できる。
また別の実施例として円板１０２を光反射性の部材から
構成し、円板１０２上に螺旋状配置されたスリン） １
０３の代わりに光吸収面からなる帯を同一の螺旋状で円
板１０２上の回転子１０１側の面に敷設し、光センサを
前記帯に対向するように円板１０２に平行にかつ半径方
向に設ける。これらより前記光吸収面からなる帯で吸収
される光を検知した光センサ上の前記帯に相当する位置
から回転子１０１の回転角度を検出できる。
構成し、円板１０２上に螺旋状配置されたスリン） １
０３の代わりに光吸収面からなる帯を同一の螺旋状で円
板１０２上の回転子１０１側の面に敷設し、光センサを
前記帯に対向するように円板１０２に平行にかつ半径方
向に設ける。これらより前記光吸収面からなる帯で吸収
される光を検知した光センサ上の前記帯に相当する位置
から回転子１０１の回転角度を検出できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、第２図は同
実施例での角度検出に用いられる変換器内の信号処理回
路の構成を示すブロック因、第３図は同実施例での信号
処理回路各部にｋける信号波形を示すタイムチャート、
第４図は同実施例の変形例の信号波形を示すタイムチャ
ート、第５図は従来例のロータリーエンコーダの構造を
示す透視斜視因である。 １０１・・・回転子 １０２・・・円板１０３・・
・スリット １０４・・・光源１０５・・・レンズ
１０６・・・光センサ１０７・・・変換器 代理人 弁理士 則 近 憲 重 量 竹 花 喜久男 ご 第１図 第２図 第３図 第４図
実施例での角度検出に用いられる変換器内の信号処理回
路の構成を示すブロック因、第３図は同実施例での信号
処理回路各部にｋける信号波形を示すタイムチャート、
第４図は同実施例の変形例の信号波形を示すタイムチャ
ート、第５図は従来例のロータリーエンコーダの構造を
示す透視斜視因である。 １０１・・・回転子 １０２・・・円板１０３・・
・スリット １０４・・・光源１０５・・・レンズ
１０６・・・光センサ１０７・・・変換器 代理人 弁理士 則 近 憲 重 量 竹 花 喜久男 ご 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (6)
- （１）回転可能な平板と、この平板面に形成された螺旋
部と、この螺旋部の一部が横切つたことを検出し、かつ
前記平板の回転軸に対して放射方向に配置したセンサと
、このセンサで検出した螺旋部の位置に応じて固有の信
号を出力させる変換器とを備えたことを特徴とするロー
タリーエンコーダ。 - （２）螺旋部を遮光性の平板面に形成されたスリットと
し、前記平板の一方から平板面に光を照射する光源を配
置して、センサを前記平板の他方側に配置された前記平
板に対して平行に前記スリットを横切る方向で一直線上
に設けられた光センサと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。 - （３）スリットから回析する回折光を光センサ上に集光
する集光レンズを前記スリットと前記光センサとの間に
介在させた特許請求の範囲第２項記載のロータリーエン
コーダ。 - （４）平板が透光性部材からなり前記平板面に形成され
た螺旋部を遮光部分とした特許請求の範囲第２項記載の
ロータリーエンコーダ。 - （５）平板が光吸収性の部材からなり前記平板面に形成
された螺旋部を光反射面からなる帯として、前記平板の
一方から前記平板面に光を照射する光源を配置して、セ
ンサを前記平板の光源側に配置された前記螺旋部を横切
る方向で前記平板に対して平行に設けられた光センサと
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
。 - （６）平板が光反射性の部材からなり前記平板面に形成
された螺旋部を光吸収面からなる帯として前記平板の一
方から前記平板面に光を照射する光源を配置して、セン
サを前記平板の光源側に配置された前記螺旋部を横切る
方向で前記平板に対して平行に設けられた光センサとし
た特許請求の範囲第１項記載のロータリーエンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19311685A JPS6254122A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19311685A JPS6254122A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254122A true JPS6254122A (ja) | 1987-03-09 |
Family
ID=16302520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19311685A Pending JPS6254122A (ja) | 1985-09-03 | 1985-09-03 | ロ−タリ−エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5537210A (en) * | 1993-06-10 | 1996-07-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotation detecting apparatus and scale having a multi helix diffraction grating for the same |
-
1985
- 1985-09-03 JP JP19311685A patent/JPS6254122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5537210A (en) * | 1993-06-10 | 1996-07-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotation detecting apparatus and scale having a multi helix diffraction grating for the same |
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