JPH06347290A - エンコーダ - Google Patents
エンコーダInfo
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- JPH06347290A JPH06347290A JP15794793A JP15794793A JPH06347290A JP H06347290 A JPH06347290 A JP H06347290A JP 15794793 A JP15794793 A JP 15794793A JP 15794793 A JP15794793 A JP 15794793A JP H06347290 A JPH06347290 A JP H06347290A
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- scale
- rotary
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回転スケールの傾きを容易に調整できるよう
にすること。 【構成】 円周上に等間隔にパターン１ａを有し回転軸
３に取り付けられた回転スケール１と、前記パターンを
検出する光検出手段１０を備え、この光検出手段からの
検出信号に基いて前記回転スケールの回転位置を検出す
るエンコーダにおいて、前記回転軸に交差する平面に傾
き調整用のスリット２ａ〜２ｄを設けたスケール保持部
２を介して前記回転スケールを該回転軸に取り付けたこ
と。
にすること。 【構成】 円周上に等間隔にパターン１ａを有し回転軸
３に取り付けられた回転スケール１と、前記パターンを
検出する光検出手段１０を備え、この光検出手段からの
検出信号に基いて前記回転スケールの回転位置を検出す
るエンコーダにおいて、前記回転軸に交差する平面に傾
き調整用のスリット２ａ〜２ｄを設けたスケール保持部
２を介して前記回転スケールを該回転軸に取り付けたこ
と。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転運動を検出するロー
タリーエンコーダあるいは直線運動を検出するリニアエ
ンコーダなどのエンコーダに関するものである。
タリーエンコーダあるいは直線運動を検出するリニアエ
ンコーダなどのエンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロータリーエンコーダは回転体の回転速
度や回転量等の回転状態を検出するための手段として多
く使用されている。
度や回転量等の回転状態を検出するための手段として多
く使用されている。
【０００３】図１１は従来の光学式ロータリーエンコー
ダの要部概略図を示すもので、同図において、５は円板
状の回転スケールであり、円周上に投光部６ａと遮光部
６ｂを等間隔に設けたメインパターン６を有し、回転軸
７に接着固定されている。８は固定スケールであり、投
光部９ａと遮光部９ｂを等間隔に設けたインデックスパ
ターン９を有している。
ダの要部概略図を示すもので、同図において、５は円板
状の回転スケールであり、円周上に投光部６ａと遮光部
６ｂを等間隔に設けたメインパターン６を有し、回転軸
７に接着固定されている。８は固定スケールであり、投
光部９ａと遮光部９ｂを等間隔に設けたインデックスパ
ターン９を有している。
【０００４】１０は回転スケール５と固定スケール８を
挟んで光源１１と対向して配置されたフォトダイオード
等の検出手段であり、回転スケール５の回転にともなっ
てメインパターン６とインデックスパターン９の投光部
６ａ、９ａを通過した光源１１からの光束を検出するこ
とにより、回転スケール５のパターン６を読み取ってい
る。
挟んで光源１１と対向して配置されたフォトダイオード
等の検出手段であり、回転スケール５の回転にともなっ
てメインパターン６とインデックスパターン９の投光部
６ａ、９ａを通過した光源１１からの光束を検出するこ
とにより、回転スケール５のパターン６を読み取ってい
る。
【０００５】この場合、たとえばインクリメンタルロー
タリーエンコーダでは一回転に１パルスの基準信号を、
回転スケール５と固定スケール８の同じ回転軌跡上に設
けた１つの投光部６ｃと９ｃを通過した光束を検出する
光検器１２により、インクリメンタル信号と独立に出力
する。
タリーエンコーダでは一回転に１パルスの基準信号を、
回転スケール５と固定スケール８の同じ回転軌跡上に設
けた１つの投光部６ｃと９ｃを通過した光束を検出する
光検器１２により、インクリメンタル信号と独立に出力
する。
【０００６】この基準信号を検出する高精度な検出系と
して、たとえば特開平３−１１５９２０に記載されるよ
うに入射光束をプリズムにより２分割して出力し、同時
に検出したスケールの２つのパターンの読み取り信号か
ら基準信号を検出する方式がある。
して、たとえば特開平３−１１５９２０に記載されるよ
うに入射光束をプリズムにより２分割して出力し、同時
に検出したスケールの２つのパターンの読み取り信号か
ら基準信号を検出する方式がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のロ
ータリーエンコーダでは、 ａ）光検出手段１０を固定し、回転軸７に連結した回転
スケール５の回転運動を検出しているので、回転スケー
ル５が回転軸７に対して傾いた状態で取り付けられた場
合、回転スケール５と光検出手段１０との位置関係が回
転にともなって変化し、検出精度が悪化する場合があっ
た。
ータリーエンコーダでは、 ａ）光検出手段１０を固定し、回転軸７に連結した回転
スケール５の回転運動を検出しているので、回転スケー
ル５が回転軸７に対して傾いた状態で取り付けられた場
合、回転スケール５と光検出手段１０との位置関係が回
転にともなって変化し、検出精度が悪化する場合があっ
た。
【０００８】ｂ）図１１のようなインデックスパターン
９を有するロータリーエンコーダでは、メインパターン
６を有する回転スケール５とインデックスパターン９を
有する固定スケール８との間隔が変化し、接触等のトラ
ブルの発生原因となるため、回転スケール５と回転軸６
との取り付け部は、加工精度を高めたり、共加工を施す
等特殊な加工技術、加工工具を必要とした。
９を有するロータリーエンコーダでは、メインパターン
６を有する回転スケール５とインデックスパターン９を
有する固定スケール８との間隔が変化し、接触等のトラ
ブルの発生原因となるため、回転スケール５と回転軸６
との取り付け部は、加工精度を高めたり、共加工を施す
等特殊な加工技術、加工工具を必要とした。
【０００９】ｃ）光源と光束分割プリズムとの距離が離
れている場合、光軸のずれによって、光束が等分割され
ず、それぞれの光束検出信号がアンバランスになること
がある。この結果、回転スケールに投射されるビームが
平行でなくなり、光束分割プリズム、スケール、光検出
手段との位置関係により、光検出手段における検出光量
が変化する可能性があった。
れている場合、光軸のずれによって、光束が等分割され
ず、それぞれの光束検出信号がアンバランスになること
がある。この結果、回転スケールに投射されるビームが
平行でなくなり、光束分割プリズム、スケール、光検出
手段との位置関係により、光検出手段における検出光量
が変化する可能性があった。
【００１０】本発明は上記のような点を改良したエンコ
ーダを得ることを目的とする。
ーダを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るエ
ンコーダは、円周上に等間隔にパターンを有し回転軸を
中心に相対的な回転が可能な回転スケールと、前記パタ
ーンを検出する検出手段を備え、この検出手段からの検
出信号に基いて前記回転スケールの相対的な回転情報を
検出するエンコーダにおいて、前記回転軸に交差する平
面に傾き調整用のスリットを設けたスケール保持部を介
して前記回転スケールを取り付けたことにより、回転ス
ケールの傾きを容易に調整できる。
ンコーダは、円周上に等間隔にパターンを有し回転軸を
中心に相対的な回転が可能な回転スケールと、前記パタ
ーンを検出する検出手段を備え、この検出手段からの検
出信号に基いて前記回転スケールの相対的な回転情報を
検出するエンコーダにおいて、前記回転軸に交差する平
面に傾き調整用のスリットを設けたスケール保持部を介
して前記回転スケールを取り付けたことにより、回転ス
ケールの傾きを容易に調整できる。
【００１２】請求項２の発明に係るエンコーダは、パタ
ーンを有する回転スケールと、前記パターンを検出する
検出手段を備え、この検出手段からの検出信号に基いて
前記スケールの相対的な位置を検出するエンコーダにお
いて、１８０度以下の角度を有する２つの入射面と、そ
の各入射面に対応するそれぞれ平行な出射面を有し、１
つの入射光束を２分割して２つの出射光束を形成するプ
リズムを備えたことにより、検出対象となるパターン、
光検出手段の距離の設定に関する自由度を大きくでき
る。
ーンを有する回転スケールと、前記パターンを検出する
検出手段を備え、この検出手段からの検出信号に基いて
前記スケールの相対的な位置を検出するエンコーダにお
いて、１８０度以下の角度を有する２つの入射面と、そ
の各入射面に対応するそれぞれ平行な出射面を有し、１
つの入射光束を２分割して２つの出射光束を形成するプ
リズムを備えたことにより、検出対象となるパターン、
光検出手段の距離の設定に関する自由度を大きくでき
る。
【００１３】
第１の実施例 図１は第１の実施例を示す要部概略を示す斜視図であ
り、図２はその縦断面である。
り、図２はその縦断面である。
【００１４】図１，２において、１は円周状に目盛りパ
ターン１ａの設けられたディスク状の回転スケール、２
は回転スケール１を回転軸３に取り付けるスケール保持
部である。このスケール保持部２には、回転軸３の軸線
上において該回転軸と交差する２つの平面上に、切り込
み方向が直交する４か所のスリット２ａ〜２ｄを設け、
それぞれのスリット間隔を調整する４本のねじ４ａ〜４
ｄが回転軸３と平行に設けられている。
ターン１ａの設けられたディスク状の回転スケール、２
は回転スケール１を回転軸３に取り付けるスケール保持
部である。このスケール保持部２には、回転軸３の軸線
上において該回転軸と交差する２つの平面上に、切り込
み方向が直交する４か所のスリット２ａ〜２ｄを設け、
それぞれのスリット間隔を調整する４本のねじ４ａ〜４
ｄが回転軸３と平行に設けられている。
【００１５】本実施例は回転スケール１の回転にともな
って回転スケール１の目盛りパターン１ａを透過または
反射した光束を検出することにより、回転スケール１の
目盛りパターン１ａを読み取るもので、この動作は前記
図１１に示す従来の光学式ロータリエンコーダと同じで
ある。
って回転スケール１の目盛りパターン１ａを透過または
反射した光束を検出することにより、回転スケール１の
目盛りパターン１ａを読み取るもので、この動作は前記
図１１に示す従来の光学式ロータリエンコーダと同じで
ある。
【００１６】なお、上記回転スケール１の表面が平面で
あれば、変位検出器（図１１に示す光検出手段１０に相
当）を固定して回転軸３を回転させると、回転スケール
１の表面の振れは１次の正弦曲線となる。
あれば、変位検出器（図１１に示す光検出手段１０に相
当）を固定して回転軸３を回転させると、回転スケール
１の表面の振れは１次の正弦曲線となる。
【００１７】また、回転スケール１の傾きを調整するに
は、Ｚ方向（回転軸方向）の変位が最大になる部分に相
当するねじを締め、軸対象位置のねじを緩めてスリット
２ａ〜２ｄの間隔を変化させ、このスリット２ａ〜２ｄ
の間隔変化によって回転スケール１の傾きを除去する。
は、Ｚ方向（回転軸方向）の変位が最大になる部分に相
当するねじを締め、軸対象位置のねじを緩めてスリット
２ａ〜２ｄの間隔を変化させ、このスリット２ａ〜２ｄ
の間隔変化によって回転スケール１の傾きを除去する。
【００１８】本実施例は、ディスク状の回転スケールを
持つ光学式ロータリーエンコーダについて適用した場合
を示したが、円筒状の回転スケールについても同様に適
用可能であり、また、静電式、磁気式等の他の検出手段
によってパターンを検出する場合についても同様に適用
可能である。
持つ光学式ロータリーエンコーダについて適用した場合
を示したが、円筒状の回転スケールについても同様に適
用可能であり、また、静電式、磁気式等の他の検出手段
によってパターンを検出する場合についても同様に適用
可能である。
【００１９】第２の実施例 前記第１の実施例は、２つの平面に４つのスリット２ａ
〜２ｄを設けた場合であるが、本実施例は１つのスリッ
ト２ａで２軸回りの傾き調整が可能なスケール保持部２
を用いたもので、図３は一部を切欠いた平面図、図４は
その正面図である。本実施例は２か所のねじ４ａ，４ｂ
によってスリット２ａの間隔を調整することにより、互
いに直交する２軸回りに回転スケール１の傾きを調整で
きる。
〜２ｄを設けた場合であるが、本実施例は１つのスリッ
ト２ａで２軸回りの傾き調整が可能なスケール保持部２
を用いたもので、図３は一部を切欠いた平面図、図４は
その正面図である。本実施例は２か所のねじ４ａ，４ｂ
によってスリット２ａの間隔を調整することにより、互
いに直交する２軸回りに回転スケール１の傾きを調整で
きる。
【００２０】第３の実施例 前記第１，第２の実施例ではスリット２ａ（〜２ｄ）は
いずれも回転軸３に直交する平面として設けてあるが、
このスリット２ａは回転軸３に直交している必要は無
く、図５に示すように回転軸３に対して傾けて設けても
同様に適用可能である。
いずれも回転軸３に直交する平面として設けてあるが、
このスリット２ａは回転軸３に直交している必要は無
く、図５に示すように回転軸３に対して傾けて設けても
同様に適用可能である。
【００２１】第４の実施例 図６は反射式スケールを適用した第４の実施例を示す側
面図、図７のその正面図、図８はその平面図である。
面図、図７のその正面図、図８はその平面図である。
【００２２】図６乃至図８において、２１は光源、２２
は光源２１を出射した光を整形するレンズであり、図示
例はロッドレンズを使用している。２３はレンズ２２か
らの入射光を平行な２光束に分割するプリズム、２４は
プリズム２３からの平行な２光束を矢印方向へ移動する
スケール２５に投射し、かつスケール２５からの反射光
をフォトダイオード等の光検出手段２７ａ，２７ｂへ投
射するハーフミラーである。
は光源２１を出射した光を整形するレンズであり、図示
例はロッドレンズを使用している。２３はレンズ２２か
らの入射光を平行な２光束に分割するプリズム、２４は
プリズム２３からの平行な２光束を矢印方向へ移動する
スケール２５に投射し、かつスケール２５からの反射光
をフォトダイオード等の光検出手段２７ａ，２７ｂへ投
射するハーフミラーである。
【００２３】上記ロッドレンズ２２からの出射光断面は
該ロッドレンズの断面と同径の円形となる。この円形出
射光をプリズム２３に入射すると、この円形の光束はプ
リズム２３の稜線で分割され、それぞれが異なる入射面
２３ａ，２３ｂで屈折してプリズム２３に入射される。
該ロッドレンズの断面と同径の円形となる。この円形出
射光をプリズム２３に入射すると、この円形の光束はプ
リズム２３の稜線で分割され、それぞれが異なる入射面
２３ａ，２３ｂで屈折してプリズム２３に入射される。
【００２４】この分割された半円断面の２光束はプリズ
ム２３内を通り、それぞれの入射面２３ａ，２３ｂと平
行な出射面２３ｃ，２３ｄによって屈折して出射するこ
とにより、入射光と平行な２光束を得ることができる。
ム２３内を通り、それぞれの入射面２３ａ，２３ｂと平
行な出射面２３ｃ，２３ｄによって屈折して出射するこ
とにより、入射光と平行な２光束を得ることができる。
【００２５】この２光束をハーフミラー２４でスケール
２５に投射し、スケール面に反射膜を形成した反射部２
６ａ、反射膜を形成しない非反射部２６ｂによるパター
ン２６からの反射光を光検出手段２７ａ，２７ｂに投射
する。なお、図示例の光検出手段は２分割フォトダイオ
ードを用いて構成を簡易にしている。
２５に投射し、スケール面に反射膜を形成した反射部２
６ａ、反射膜を形成しない非反射部２６ｂによるパター
ン２６からの反射光を光検出手段２７ａ，２７ｂに投射
する。なお、図示例の光検出手段は２分割フォトダイオ
ードを用いて構成を簡易にしている。
【００２６】上記の様なパターン２６を持つスケール２
５に対して本実施例を適用すれば、スケール２５の移動
に対して、光検出手段２７ａ，２７ｂから図９（ａ）に
示すような２相出力２８ａ，２８ｂを得ることができ
る。この２相出力信号２８ａ，２８ｂの交点２９に対応
して、図９（ｂ）に示すようなパルス信号３０を発生さ
せることにより、パターン２６を高精度に検出すること
ができる。
５に対して本実施例を適用すれば、スケール２５の移動
に対して、光検出手段２７ａ，２７ｂから図９（ａ）に
示すような２相出力２８ａ，２８ｂを得ることができ
る。この２相出力信号２８ａ，２８ｂの交点２９に対応
して、図９（ｂ）に示すようなパルス信号３０を発生さ
せることにより、パターン２６を高精度に検出すること
ができる。
【００２７】このとき、図９（ａ）に示すように、２相
出力信号２８ａ，２８ｂの立上り角度αを９０度に近づ
けるほど、ノイズ等による検出精度の低下を防ぎやすく
なり、高精度な検出が可能になるが、この２相出力信号
２８ａ，２８ｂの立上り角度αを９０度に近づけるに
は、図６に示すように、スケール２５に投射する光束の
スポット径が最小となるように、レンズ２を光軸方向に
調整すればよい。
出力信号２８ａ，２８ｂの立上り角度αを９０度に近づ
けるほど、ノイズ等による検出精度の低下を防ぎやすく
なり、高精度な検出が可能になるが、この２相出力信号
２８ａ，２８ｂの立上り角度αを９０度に近づけるに
は、図６に示すように、スケール２５に投射する光束の
スポット径が最小となるように、レンズ２を光軸方向に
調整すればよい。
【００２８】第５の実施例 図１０は本発明を透過式スケールに適用した第５の実施
例を示す。
例を示す。
【００２９】光源３１を出射した光をロッドレンズ３２
を介してプリズム３３に入射し、このプリズム３３で入
射光束を分割して２光束として出射する構成は前記第４
の実施例と同様である。
を介してプリズム３３に入射し、このプリズム３３で入
射光束を分割して２光束として出射する構成は前記第４
の実施例と同様である。
【００３０】本実施例は上記プリズム３３から出射した
２光束を直接、透過、非透過のパターンを施したスケー
ル３４に入射する。そして、このスケール３４の透過光
を光検出手段３５ａ、３５ｂで検出することにより、図
６乃至８に示した第４の実施例と同様にスケール３４の
パターンを検出するものである。
２光束を直接、透過、非透過のパターンを施したスケー
ル３４に入射する。そして、このスケール３４の透過光
を光検出手段３５ａ、３５ｂで検出することにより、図
６乃至８に示した第４の実施例と同様にスケール３４の
パターンを検出するものである。
【００３１】以上の第４，第５の実施例では、断面が六
角形のプリズム２３，３３を使用しているが、入射面と
出射面が平行であれば、断面が四角形等のプリズムでも
同様に構成可能である。また、光源とスケールの間の構
成要素であるレンズ、プリズム、ハーフミラー等の配列
は入れ替え可能である。
角形のプリズム２３，３３を使用しているが、入射面と
出射面が平行であれば、断面が四角形等のプリズムでも
同様に構成可能である。また、光源とスケールの間の構
成要素であるレンズ、プリズム、ハーフミラー等の配列
は入れ替え可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、傾き調整用のスリットを有するスケール保持部
を介して回転スケールを取り付けるように構成したの
で、回転スケールの回転軸に対する傾きを容易に調整す
ることができるという効果がある。
よれば、傾き調整用のスリットを有するスケール保持部
を介して回転スケールを取り付けるように構成したの
で、回転スケールの回転軸に対する傾きを容易に調整す
ることができるという効果がある。
【００３３】請求項２の発明によれば、入射面と出射面
が平行であるプリズムによって、入射光束を分割するよ
うに構成したので、特殊なビームプリッタ膜や回折格子
等を必要とせず、簡単な形状の光学部品により、光の分
割が可能である。また、分割後の２光束の光軸は平行と
なるため、検出対象となるパターン、光検出手段の距離
の設定に関する自由度を大きくできる等の効果がある。
が平行であるプリズムによって、入射光束を分割するよ
うに構成したので、特殊なビームプリッタ膜や回折格子
等を必要とせず、簡単な形状の光学部品により、光の分
割が可能である。また、分割後の２光束の光軸は平行と
なるため、検出対象となるパターン、光検出手段の距離
の設定に関する自由度を大きくできる等の効果がある。
【図１】 本発明の第１の実施例を示す一部を切欠いた
斜視図。
斜視図。
【図２】 図１のＡ−Ａ′に沿う縦断面図。
【図３】 本発明の第２の実施例を示す一部を切欠いた
平面図。
平面図。
【図４】 第２の実施例を示す正面図。
【図５】 本発明の第３の実施例を示す縦断面図。
【図６】 本発明の第４の実施例を示す平面図。
【図７】 第４の実施例を示す側面図。
【図８】 第４の実施例を示す正面図。
【図９】 第４の実施例における検出信号の波形図。
【図１０】本発明の第５の実施例を示す正面図。
【図１１】従来の光学式ロータリエンコーダを示す要部
概略図。
概略図。
１ 回転スケール １ａ パターン ２ スケール保持部 ２ａ〜２ｄ スリット ２３ プリズム ２３ａ〜２３ｄ 入射面 ２３ｃ，２３ｄ 出射面
Claims (2)
- 【請求項１】 円周上に等間隔にパターンを有し回転軸
を中心に相対的な回転が可能な回転スケールと、前記パ
ターンを検出する検出手段を備え、この検出手段からの
検出信号に基いて前記回転スケールの相対的な回転情報
を検出するエンコーダにおいて、前記回転軸に交差する
平面に傾き調整用のスリットを設けたスケール保持部を
介して前記回転スケールを取り付けたことを特徴とする
エンコーダ。 - 【請求項２】 パターンを有するスケールと、前記パタ
ーンを検出する検出手段を備え、この検出手段からの検
出信号に基いて前記スケールの相対的な位置を検出する
エンコーダにおいて、１８０度以下の角度を有する２つ
の入射面と、その各入射面に対応するそれぞれ平行な出
射面を有し、１つの入射光束を２分割して２つの出射光
束を形成するプリズムを備えたことを特徴とするエンコ
ーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15794793A JPH06347290A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15794793A JPH06347290A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | エンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347290A true JPH06347290A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15660951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15794793A Pending JPH06347290A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06347290A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001159540A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-06-12 | Renishaw Plc | スケール読み取り装置の回転リング |
| JP2021021645A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | ファナック株式会社 | 回転動作検出装置 |
| JP2024506064A (ja) * | 2021-02-09 | 2024-02-08 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | ロータリーエンコーダ |
| US12359942B2 (en) | 2019-12-09 | 2025-07-15 | Renishaw Plc | Rotary encoder |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP15794793A patent/JPH06347290A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001159540A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-06-12 | Renishaw Plc | スケール読み取り装置の回転リング |
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