JPH03150415A - 光学式エンコーダ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、機械的回転量、直線変位量を電気信号に変
換する光学式エンコーダに関し、詳しく言えば、投光量
変化に対する信号補正に関する。

（ロ）従来の技術 一般的に、光学式エンコーダは、投光素子、受光素子、
固定スワント板、可動スリット板とを備えている。投光
素子よりの光は、固定スリット板上のスリット及び可動
スリット板上のスリットを透過して受光される。可動ス
リット板が運動する、例えばロータリーエンコーダの場
合には可動スリット板が回転することにより、投光素子
より受光素子に至る光が断続され、受光素子の信号（受
光信号）は、第４図中（ａｌ）に示すような正弦波状に
なる。

従来の光学式エンコーダでは、受光信号にしきい値Ｔｈ
を適用し、第４図（ａ２）に示すような矩形波に整形し
て、外部に出力していた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 −ヒ記従来の光学式エンコーダでは、投光素子の投光量
が変化した場合に、第４図中（ｂｌ）に示すように受光
信号のレベルが変化して、しきい値Ｔｈを適用して波形
整形すると、第４図（ｂ２）に示すように、この整形さ
れた波形のデユーティ比が変化してしまう。

そこで、従来の光学式エンコーダには、上記問題解決す
るために、投光量の変化に応して投光素子の駆動電流を
変化させ、投光量を一定に保つもの、投光量の変化に応
じて、信号の増幅率を変化させるもの、及び信号の差動
比較処理により直流変化分の影響を打ち消すものが知ら
れている。

しかしながら、投光素子の駆動電流を変化させるもので
は、投光素子の劣化が速く進む問題点があり、信号の増
幅率を変化させるものでは応答性が低下するという問題
点がある。また、差動比較処理によるものでは、各信号
ごとに受光素子が２つ必要であり、受光部が大型化して
しまう問題点が生じていた。

この発明は、上記に鑑みなされたもので、新たな問題点
を生じさせることなく、投光量の変化に対して信号を補
正できる光学式エンコーダの提供を目的としている。

（ニ）課題を解決するだめの手段 り記課題を解決するため、この発明の光学式エンコーダ
は、投光素子と、この投光素子からの光を受ける受光素
子と、この投光素子と受光素予きの間に固定され、スリ
ン１−が列設される固定スリット板と、前記投光素子と
受光素子との間に設けられ、その運動方向に沿ってスリ
ントが列設される可動スリット板と、前記受光素子から
の信号を波形整形する波形整形手段とを備えてなるもの
において、前記受光素子の信号を微分する微分手段を備
え、この微分手段で微分された信号を前記波形整形手段
が波形整形することを特徴とするものである。

（ポ）作用 受光信号ｆは、−船釣には以下の（１）式で表すことが
できる。

ｆ　（ｔ）−ａ　　ｓｉｎωｔ　＋　ｂ　　　　　−（
１）ここで、ａは定数、ωは回転量又は変位量に比例す
る数、ｔは時間、ｂは投光量の変化に起因する直流成分
である。受光信号ｒ　（ｔ）を時間りで微分すると、以
下の（２）式のようになる。

ｄ　ｆ　（ｔ）／　ｄ　ｔ　＝　ａ　ωｃｏｓωｔ　　
−（２）この（２）式中にｂは含まれないから、受光信
号の微分は、投光量の変化による影響を畳目ない。

この発明の光学式エンコーダは、上記原理を利用したも
のであり、受光信号を微分してから波形整形することに
より、投光量の変化を補正する。

従って、投光素子の駆動電流は変化させないから、投光
素子の劣化が抑えられ、また、増幅率を変化させるもの
でもないから、信号の応答性が劣化することもない。ま
た、補正のために新たな受光素子が要求されず、受光部
が大型化することもない。

（へ）実施例 この発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて以下
に説明する。

この実施例は、本発明をロータリーエンコーダに適用し
たものであり、第３図はその検出部を示す斜視図である
。検出部は、ＬＥＤ２、受光部３、回転スリント板７、
固定スリット板８とから構成されており、Ｌ　Ｅ　Ｄ　
２よりの光は、回転スリット板７、固定スリット板８を
透過して受光部３で受光される。回転スリント板７上に
は、等しいピッチをおいてスリ７）７Ｃが周設されてお
り、固定スリント板８−トには、Ａ相用スリット８ａ、
Ｂ相（Ａ相と９０°位相がずれている）用スリット８ｂ
が設けられている。受光部３は第１図に示すように２つ
のホトトランジスタ３ａ、３ｂを備えており、それぞれ
Ａ相用スリッ）８ａ、Ｂ相用スリント８ｂを透過した光
を受光する。

第１図は、実施例ロータリーエンコーダの回路構成を説
明するブロック図である。２．３ａ、３ｂは、それぞれ
前述のＬＥＤ、Ａ相用ホトトランジスタ、Ｂ相用十トト
ランジスタである。人相用ホトトランジスタ３ａ、Ｂ相
用ホトトランジスタ３ｂの受光信号は、それぞれ微分回
路部４ａ、４ｂで微分された後、波形整形回路部５ａ、
５ｂで波形整形され、出力回路部６ａ、６ｂより出力さ
れる。

次に実施例ロータリーエンコーダの動作を第２図も参照
しながら説明する。第２図中（ｐｌ）は、人相用ホトト
ランジスタ３ａの受光信号（ｐ２）は、微分回路部４ａ
の出力、（ｐ３）は、波形整形回路部５ａの出力をそれ
ぞれ示している。

回転スリンＩ・板７が回転することにより、Ｌ　ＥＤ２
から受光部３に至る光が断続される。この時ホトトラン
ジスタ３ａに、（ｐｌ）に示すような正弦波の受光信号
が律じる。この受光信号は微分回路部４ａで微分され、
波形整形回路部５ａは、この微分された受光信号（ｐ２
）に、所定のしきい値、例えばゼロ点を適用して、矩形
波信号に整形する（ｐ３）。

今、回転スリット板７の回転速度は変わらないが、Ｌ　
Ｅ　Ｄ　２の投光量が変化したとする。この場合には、
受光信号のレヘルも変動しくｑｌ）、微分回路部４ａの
出力も（ｑ２）のようになる。しかしながら、微分回路
部４ａの出力のゼロクロス点は、（ｐ２）の場合と変わ
っていないから、波形整形回路部５ａの出力（ｑ３）は
、（ｐ３）と同様の矩形波となる。すなわち、ＬＥＤ２
の投光量が変化に対して、信号が補正されていることに
なる。なお、Ｂ相の信月処理についても全く同様である
。

なお、上記実施例については、ロータリーエンコーダに
ついて説明しているが、本発明はリニアエンコーダにつ
いても同様に適用可能である。

（ト）発明の詳細 な説明したように、この発明の光学式エンコーダは、受
光素子の信号を微分する微分手段を備え、この微分手段
で微分された信号を波形整形手段が波形整形するもので
あるから、投光素子の劣化、応答性の低下、受光部の大
型化といった問題を生じることなく、投光素子の投光量
変化に対して信号を補正できる利点を存している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るロータリーエンコ
ーダの検出回路のブロック図、第２図は、同ロータリー
エンコーダの動作を説明する波形図、第３図は、同ロー
タリーエンコーダの検出部の斜視図、第４図は、従来の
光学式エンコーダの問題点を説明する波形図である。 ２：ＬＥＤ、　　　　３：受光部、 ａ・３ｂ：ホトトランジスタ、 ａ・４ｂ＝微分回路部、 ａ・５ｂ二波形整形回路、 ：回転スリット板、 ：固定スリット板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光素子と、この投光素子からの光を受ける受光
   素子と、この投光素子と受光素子との間に固定され、ス
   リットが列設される固定スリット板と、前記投光素子と
   受光素子との間に設けられ、その運動方向に沿ってスリ
   ットが列設される可動スリット板と、前記受光素子から
   の信号を波形整形する波形整形手段とを備えてなる光学
   式エンコーダにおいて、 前記受光素子の信号を微分する微分手段を備え、この微
   分手段で微分された信号を前記波形整形手段が波形整形
   することを特徴とする光学式エンコーダ。