JPH0749382Y2

JPH0749382Y2 - 光学式ロータリーエンコーダ

Info

Publication number: JPH0749382Y2
Application number: JP1989034570U
Authority: JP
Inventors: 眞新井; 基勝今井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2004-03-27
Also published as: JPH02128520U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、回転軸の回転角度等を光学的に測定する光学
式ロータリーエンコーダに関するものである。

（従来の技術）従来、回転軸の回転角度等を測定するために、円周上に
例えば明暗の繰り返しからなる目盛を形成したパルス円
板を回転軸に固定すると共に、前記目盛を挟んで一方に
配置した光源と、他方に配置した、例えば前記目盛と同
ピッチの明暗の繰り返しからなるインデックスを有する
インデックススケールや受光器を有する検出手段との組
を複数設け、前記検出手段からの信号に基づいて、前記
回転軸の回転量を計測する光学式ロータリーエンコーダ
が知られている。

具体的には、例えば、目盛の180度対向位置に光源と検
出手段との組をそれぞれ設け、検出手段には、明暗の繰
り返しピッチが順次90度づれた４つのインデックスを有
するインデックススケールと各インデックスに対応させ
た受光部とをそれぞれ設け、それぞれの検出手段（その
受光部）から互いに90度の位相差を有する４つの疑似正
弦信号を得、対向位置に設けた検出手段それぞれからの
８つの疑似正弦信号に所定の処理を行うことにより、ド
リフトや偏心の影響を受けることのない正確な回転量を
求めている。

このようなロータリーエンコーダにより精度の良い測定
を行うためには、それぞれの検出手段からの信号の位相
が正確に合致している必要がある。

そのために、まず、それぞれの検出手段から得られる信
号が精確な90度の位相差を有するように検出手段を構成
するインデックススケールの位置、傾き等を調整した
後、それぞれの検出手段からの信号の間の位相の調整を
同様にインデックススケールの位置、傾き等を調整する
ことにより行っていた。

（考案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、一つ
の検出手段の調整と検出手段相互の調整とが独立してい
ないため、調整作業に熟練を要し、経験のない通常の作
業者では調整が難しい、という問題点があった。

そこで、本考案はこのような従来の問題点に鑑みなされ
たもので、特殊な技能を必要とせず、簡単な作業で出力
信号の調整作業を行えるロータリーエンコーダを得るこ
とを目的とする。

（課題が解決するための手段）上記課題の解決のために本考案では、円周方向に目盛り
が配列されたパルス円板を回転軸に固定すると共に、前
記目盛りを挟んで前記パルス円板の一方の面に対向して
配置した光源と他方の面に対向して配置した検出手段と
を設け、前記検出手段からの信号に基づいて、前記回転
軸の回転量を計測する光学式ロータリーエンコーダにお
いて、前記パルス円板の一方の面と平行で、かつ前記目
盛りの配列方向と直交する軸まわりに回転可能に前記光
源を保持する保持手段と、前記光源の回転量を調整する
調整手段とを有することを特徴とする光学式ロータリー
エンコーダである。

（作用）本考案によれば、光源をパルス円板の一方の面と平行
で、かつ目盛りの配列方向と直交する軸まわりに回転さ
せることによって、光源の光軸の入射角を前記パルス円
板の回転方向を含む面内で変えることができ、それによ
って、検出手段から出力される信号の90度の位相差を保
ったままで、位相を変化させることができる。

従って、一つの検出手段の調整と検出手段相互の調整と
を独立に行うことができるようになるので、熟練者でな
くとも調整作業が容易におこなえる。

（実施例）以下、図面に示した実施例に基づいて、本考案を説明す
る。

第１図は、本考案の一実施例の光学式ロータリーエンコ
ーダの縦断面図であり、第２図は、第１図で示した光源
の光軸を調整する部材の拡大図であって、第２図（ａ）
は第１図の光源部材13、14をＹ（Ｙ′）方向から見た図
を90度回転させた平面図、第２図（ｂ）は第１図の光源
部材13、14をＸ（Ｘ′）方向から見た側面図である。

不図示のモータ等に結合される回転軸１には、第１のつ
ば部1aが形成され、軸受4a、4bがつば部1aと軸１のねじ
1bに螺合する押え環３とに挟まれて固定される。軸受4
a、4bは本体５に固設されており、その結果、回転軸１
と本体５との相対回転を可能にしている。

回転軸１のつば部1aの上方には、つば部1aより大きな径
のつば部1cが設けられている。そして、つば部1cの上方
に突出した回転軸の外周にはねじ部1dが形成され、ねじ
部1dに螺合する押え環６とつば部1cとの間には、リング
状のパルス円板７が挟み込まれ、その結果、パルス円板
７は回転軸１と一体になる。パルス円板７には、周知の
ように、その円周方向に光の透過部と不透過部とを交互
に形成してなる目盛が形成されている。

本体５の上面は、パルス円板７の180度対向位置に、パ
ルス円板７の目盛に対向させて受光部材11、12が固定さ
れている。受光部材11、12は、それぞれ、パルス円板７
の目盛と同ピッチの明暗のインデックスの形成されたイ
ンデックススケール11a、12aと受光器11b、12bとを有す
る。周知の如くインデックスとしては、、明暗のピッチ
が順次90度ずつづれた４つのインデックスを用い、受光
器は、それらのインデックスに対向して、それぞれ用い
ている。第１図ではそれらをまとめて１つの符号で示し
た。

パルス円板７の目盛りを挟んで、受光部材11、12と対向
する位置には照明部材13、14が設けられている。照明部
材13、14は筒状の保持部材13a、14aと、その内部に固設
したコリメータレンズ13b、14bと、発光ダイオードのご
とき光源13c、14cを有する。

保持部材13a、14aには、第２図（ａ）、第２図（ｂ）に
記載したように、パルス円板７の半径に平行な方向に貫
通孔13p、14pが形成されている。この貫通孔13p、14pに
は、調整用回転軸13e、14eの一端が嵌入し、調整用回転
軸13e、14eの他端には、基盤15にねじにて固定された逆
Ｔ型形状部材13d、14dの突出部に形成した貫通孔13q、1
4qに嵌入している。調整用回転軸13e、14eと、逆Ｔ型形
状部材13d、14dもしくは保持部材13a、14aとは、セット
ビス13i、14i、13j、14jによって相対回転を阻止され、
一体となる。

第２図（ｂ）示したように、保持部材13a、14aの貫通孔
13p、14pが形成されている位置の反対側には、突出部13
f、14fが形成され、そこには、押えねじ13g、14gが貫通
し、その先端は基盤15に螺合している。そして、突出部
13f、14fと基盤15の間には、ばね13h、14hが介挿され、
保持部材13a、14aを押えねじ13g、14gの頭に押圧してい
る。

従って、逆Ｔ型形状部材13d、14dと保持部材13a、14aの
セットビスの一方もしくは両方を緩め、押えねじ13g、1
4gを押し引きすれば、光源13c、14cの光軸の入射角を、
パルス円板７の半径方向を含む面に直交する面内、すな
わちパルス円板７の回転方向を含む面内で変えることが
できる。すなわち目盛の配列方向に光軸が移動し、目盛
の配列方向で、目盛面と光軸とのなす角度が変化する。

なお、第１図の符号16は、電気回路基板であって、基盤
15上に立てた３つの支持足（そのうちの１つが、第１図
に現れており、これを符号17で示した）により、支持さ
れている。

このような構造であるから、受光部材11、12の位置合わ
せは、それぞれの受光器11b、12bの出力信号をオシロス
コープ等で観察しながら、個別に行う。そして、受光器
11、12から得られる信号の対応するもの同士の間の位相
ずれは、セットビス13i、14i、13j、14jの少なくとも一
つを緩め、照明部材13、14の少なくても一方を、調整用
回転軸13e、14eの少なくても一方により回転し、光源の
光軸の向きを変えることによって、受光部材11、12の少
なくても一方の出力信号の位相を、お互いの位相関係を
保ったままでシフトし、他方の出力信号の位相に合わせ
ることができる。そして、受光部材11、12の出力信号の
位相を合わせた後、先に緩めたセットビスを締め込み、
照明部材を固定すれば良い。

このようにして、受光部材11、12からは、それぞれ90度
位相差の４つの信号を得ることができる。

具体的には、例えば、第３図に示したａ、、ｂ、が
受光部材11から出力される信号、同じくａ′、′、
ｂ′、′が受光部材12から出力される。信号ａ、は
減算器によって減算（ａ−）されて直流分がカットさ
れ、かつ振幅の倍になった信号Ａとなり、同様に信号
ｂ、は減算（ｂ−）されて信号Ｂに、信号ａ′、
′は減算（′−ａ′）されて信号Ａ′に、信号
ｂ′、′は減算（′−ｂ）されて信号Ｂ′になる。
そして信号信号Ａ、Ａ′はさらに減算器にて減算されて
信号Ａ−Ａ′になり、同様に信号Ｂ、Ｂ′はは信号Ｂ−
Ｂ′になる。その結果、偏心による影響をうけない正確
な回転量に応じた電気的出力信号を得ることができる。

なお、上記実施例のばね13h、14hと押えねじ13g、14gに
同構造のものを調整用回転軸13e、14eと貫通孔13g、14g
の代わりに設けて、２つの押えねじ13g、14gの押し引き
による傾き調節を行ってもよい。ただし、一方の押えね
じ13g、14gの押し引いた場合、他方の押さえねじ13g、1
4gが光源13、14を回転させるための軸まわり、すなわ
ち、パルス円板の一方の面と平行で、かつ目盛りの配列
方向と直交する軸まわりを有することになる。さらに、
検出箇所は２ヶ所だけでなく、自由な複数のところに設
けることができる。

（考案の効果）以上のように本考案によれば、パルス円板の一方の面と
平行で、かつ目盛りの配列方向と直交する軸まわりに回
転可能に光源を保持し、光源の回転量を調整するように
構成したので、調整作業が従来と比較して熟練度を必要
としないため、容易に作業がおこなえる。また、これら
により、製品の安定化、および調整コストの低減にもな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、第２図（ａ）、
（ｂ）は第１図の主要部である光源部材の取り付け構造
を示す図であって、第２図（ａ）、は平面図、第２図
（ｂ）はその側面図であり、第３図は第１図の受光部材
から得られる信号とその処理回路を示す図である。（主要部分の符号の説明） 13、14……光源部材、13a、14a……保持部材、13e、14e
……調整用回転軸、13g、14g……ねじ、13h、14h……ば
ね。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】円周方向に目盛りが配列されたパルス円板
を回転軸に固定すると共に、前記目盛りを挟んで前記パ
ルス円板の一方の面に対向して配置した光源と他方の面
に対向して配置した検出手段とを設け、前記検出手段か
らの信号に基づいて、前記回転軸の回転量を計測する光
学式ロータリーエンコーダにおいて、前記パルス円板の一方の面と平行で、かつ前記目盛りの
配列方向と直交する軸まわりに回転可能に前記光源を保
持する保持手段と、前記光源の回転量を調整する調整手段とを有することを
特徴とする光学式ロータリーエンコーダ。