WO2015068662A1 - 光学式エンコーダユニット及び光学式エンコーダ - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態1に係る光学式エンコーダユニットの構成図である。図2は、実施形態1に係る光学式エンコーダユニットの外観斜視図である。図1は、図2の断面模式図である。図3は、光学スケール及び光学センサユニットの配置の一例を説明する説明図である。図4は、実施形態1に係る光学式エンコーダのブロック図である。図5は、実施形態1に係る光学スケールのパターンの一例を示す説明図である。光学式エンコーダユニット31は、モータ等の回転機械に連結されたシャフト12を有するロータ10と、ステータ20と、信号パターンを読み取り可能な光学センサユニット35とを有している。
図22は、実施形態2に係る光学式エンコーダユニットの構成図である。図23は、実施形態2に係る光学スケール及び光学センサユニットの配置の一例を説明する説明図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。光学式エンコーダユニット31は、光源41の光源光71が光学スケール11に反射し、この反射した反射光を入射光72として第1受光部PD1、第3受光部PD3、第2受光部PD2及び第4受光部PD4を有する光学センサユニット35Aが検知する。光源41の出射面と、配置中心S0(光学センサユニット35)との距離Dは、鏡面反射として、実施形態1の半分になる。なお、図22に示すように、実施形態2に係る光学式エンコーダユニット31は、円環状の遮光板17を有している。これにより、遮光板17が不要な反射を抑制できるため、測定精度を向上することができる。
図24は、実施形態3に係る光学式エンコーダユニットの構成図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態3に係る光学式エンコーダユニット31は、実施形態1と同じ透過型の光学スケール及び光学センサの配置であるが、実施形態1と異なり、基板23がフレキシブル基板23FPとなっている。プリアンプAMPは、パッケージ品のアンプ上に直接光学センサユニット35Aを積層している。プリアンプAMPがカバー21内部に内臓されるので、耐久性を高めることができる。プリアンプAMPは、ベアチップ上に受光素子と増幅回路と搭載してもよい。また、プリアンプAMPは、受光素子と増幅回路とを半導体プロセスで一体的に形成してもよい。
図25は、実施形態4に係る光学式エンコーダユニットの構成図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態4に係る光学式エンコーダユニット31は、実施形態2と同じ反射型の光学スケール及び光学センサの配置であるが、実施形態2と異なり、基板23がフレキシブル基板23FPとなっている。プリアンプAMPは、パッケージ品のアンプ上に直接に光学センサユニット35を積層している。プリアンプAMPがカバー21の内部に内臓されるので、耐久性を高めることができる。プリアンプAMPは、ベアチップ上に受光素子と増幅回路と搭載してもよい。また、プリアンプAMPは、受光素子と増幅回路とを半導体プロセスで一体的に形成してもよい。
図26は、実施形態5に係る光学式エンコーダユニットの構成図である。なお、上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。実施形態5に係る光学式エンコーダユニット31は、実施形態1と同じ透過型の光学スケール及び光学センサの配置であるが、実施形態1と異なり、プリアンプAMPは、増幅回路の集積回路がパッケージされたパッケージ品のアンプ上に光学センサユニット35Bを直接積層している。
3 演算装置
5 制御部
10 ロータ
11 光学スケール
12 シャフト
17 遮光板
20 ステータ
21 カバー
23 基板
23FP フレキシブル基板
24、25 配線
26 軸受
30 ユニット基材
30b 表面
31 光学式エンコーダユニット
35、35A、35B 光学センサユニット
39a 第1偏光層
39b 第2偏光層
41 光源
41T 出射面
71 光源光
72、73 入射光
AMP プリアンプ
AP 逓倍回路
CNT コネクタ
D 距離
Vc 差動信号
Vs 差動信号
Claims (10)
- 所定の配光分布を有する光源と、
面内における偏光子の偏光方向が所定の方向を向いており、かつ偏光方向が回転により変化する光学スケールと、
前記光源の光源光が前記光学スケールに透過又は反射して入射する入射光を受光する第1受光部、第2受光部、第3受光部及び第4受光部を備える光学センサユニットとを含み、
前記光源の出射面と前記光学センサユニットとは、前記光学センサユニットの暗電流に相当する光強度の所定倍以上を受光可能な位置に配置されている光学式エンコーダユニット。 - 前記光源の出射面と前記光学センサユニットとは、前記光学センサユニットの暗電流に相当する光強度の100倍以上を受光可能な位置に配置されている請求項1に記載の光学式エンコーダユニット。
- 前記光源の出射面と前記光学センサユニットとは、前記光学センサユニットの暗電流に相当する光強度の1000倍以上を受光可能な位置に配置されている請求項2に記載の光学式エンコーダユニット。
- 前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部は、それぞれ配置中心から等距離に配置されており、
前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部は、前記光源の配光分布が一様な範囲以内に配置されて受光する請求項1から3のいずれか1項に記載の光学式エンコーダユニット。 - 前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部は、前記入射光をそれぞれ異なる偏光方向に分離する偏光層を介して受光する請求項1から4のいずれか1項に記載の光学式エンコーダユニット。
- 円筒状のカバーと、前記カバーの内側に取り付けられた軸受により支持されて回転自在なシャフトとをさらに備え、
前記カバーは、前記シャフトに取り付けられた前記光学スケールと、前記光源と、前記光学センサユニットとを囲む請求項1から5のいずれか1項に記載の光学式エンコーダユニット。 - 前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部を含む第1ベアチップと、前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部のそれぞれの信号を増幅する増幅回路とを備え、前記第1ベアチップと前記増幅回路とが平面視で重なり合う位置に固定されて電気的に接続されている請求項1から6のいずれか1項に記載の光学式エンコーダユニット。
- 前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部を含み、かつ、前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部のそれぞれの信号を増幅する増幅回路とが集積されたベアチップとなっている請求項1から6のいずれか1項に記載の光学式エンコーダユニット。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の光学式エンコーダユニットと、
前記第1受光部、前記第2受光部、前記第3受光部及び前記第4受光部が検出する光強度から、前記光学スケールと前記光学センサユニットとの相対的な移動量を演算する演算手段と、を含む光学式エンコーダ。 - 前記光学スケールの回転位置が0°以上180°未満の範囲にあるか、180°以上360°未満の範囲にあるかを記憶装置に記憶し、起動時に読み出す演算手段を有し、前記光学スケールと前記光学センサユニットとの絶対的な移動量を演算する請求項9に記載の光学式エンコーダ。
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