JPS60259911A - 直線又は回転運動を電気的パルス列に変換するためのインクリメンタル‐センサ - 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】 産業上の利用分野： 本発明は、光発信器及び光電変換器ならびに光発信器と
変換器との間の運動間隙中で可動する一部光透過性で、
−細光不透過性のマーキングトラックからなる、直線又
は回転運動を電気的パルス列に変換するためのインクリ
メンタル−センサに関する。

従来技術： この種のインクリメンタル−センサは、機械、装置の制
御及び／又は調整に使用されるかないしは例えばスリッ
トの往復運動のような等速運動で運転される機械、装置
の部材の制御及び／又は調整に使用される。この場合、
運転は、可動部材の所定の位置に予め定められた操作を
実施するために、等速運動で連続的に又は等間隔で行な
われる。この種の位置制御は、例えばプリンター、殊に
マトリックスプリンターに使用されろ。この場合、部材
の運動は、直線的又は円形であってもよい。

インクリメンタル−センサによって発生された電気的パ
ルス列は、増幅後に回路装置に供給され、この回路装置
から電気的駆動モータのための制御信号が取出される。

公知のインクリメンタル−センサ（西ドイツ国特許公告
公報第２６６９８７４号）は、スリット円板が走査ヘン
ドに対して揺動することを回避させることを試みる。更
に、公知の解決により、マーキングトラックの運動方向
に対して横に拡がって１列に配置されかつ正弦形で変調
された信号が００．９０°、１８００及び２７Ｄ０だけ
移相している通常４個の光電型受信器（光−トランジス
タ）をマーキングトラックのスリット間隔の点で改善す
ることの努力がなされている。

このために、公知方法においては２つの正弦形に変調さ
れた信号に対して設けられろ２つの走査装置は、唯１つ
のスリットに相互配置される。

それによって、パルス列の位相との関係に対するスリッ
ト円板の揺動の影響は阻市され、したがって位相との関
係は容易に調整しうるように思われる。それというのも
、２つの走査装置（光発信器及び受信器）は、走査装置
間にある転回点を中心に回転しうる、固定可能な共通の
支持体に取付けられているからである。

しかし、角度の調節のみが決定的な問題を表わすのでは
なく、部材の製造、組立で及び調整の際には他の不正確
さが生じ、並列に平行に配置されたマーキングトラック
に対するインクリメンタル−センサの調節可能性により
著しく困難が増大することが明らかになった。

更に、部材を純粋に機械的に調整することは不十分であ
る。むしろ、高い精度が要求される場合には、ますます
電気的問題が生じる。このような問題により、光ビーム
受信器及び変換器の仕事点の必要な整合が形成される。

更に、光発信器及び光受信器の動作温度が変わるという
問題が生じ、ならびに通常発光ダイオードから形成され
る光発信器が老化するという問題が生じる。

しかし、１つの特別の問題は、光トランジスタから形成
される変換器が２つの重大な欠点を有し、すなわち温度
が上昇するにつれて増幅が高まり、周波数が上昇するに
つれて増幅が減少するということにある。光発信器とし
て使用される発光ダイオードは、実際に光トランジスタ
の温度依存性を一部補償することができる。それという
のも、この発光ダイオードの放射能率は、温度が上昇す
るにつれて低下するからである。しかし、補償の徴候は
、光トランジスタの温度変化が光発信器ないしは光ダイ
オードの放射能率が低下する場合と同じファクターで起
こる場合にのみ生じる。この物理的所与のために完成の
問題は避けることができない。

発明が解決しようとする問題点。

本発明の課題は、信号の形成ならびに光学的範囲内で多
数のマーキングトラック上での走査の拡張に関連して精
度を上昇させると同時にインクリメンタル−センサの整
合及び調整のための費用を減少させることにある。

問題点を解決するための手段： 課された課題は、本発明によれば、光発信器１５と変換
器１６との光学的結合が光導波管２０により形成されて
おり、この場合それぞれ機能回路な形成する光導波管２
０は、運動間隙９によって中断され、かつ運動間＠９の
範囲２１内で軸２２上で運動間隙９に対して垂直に走る
ことによって解決される。本発明は、差当り部分品の製
造、組立て及び調整の際の困難を回避する。更に、光発
信器と変換器の前記の光学的結合によって光伝送の高度
な正確さが得られる。

それというのも、光導波管の端部は、マーキン　゛ブト
ラックのための運動間隙の範囲内で極めて正確に存在す
ることができるからである。更に、調整は、光導波管の
位置がそのつど選択される製造法によって既に確実に定
められるので、完全に不用である。

光導波管を正確に位置決めしかつ調整なしに固定する１
つの特に好ましい製造法は、好ましくは光導波管が支持
体上で支持体を包囲する溝中に光ファイバーの形で挿入
されていることによって与えられる。この好ましい解決
は、この種の光ファイバーが０．１〜０．５龍の直径を
有することができるという考慮に基づいており、したが
って本発明は、この種の光ファイバーの取扱いをインク
リメンタル−センサの製造法の間に著しく簡易化する。

更に、本発明は、溝中ば多数の、異なる機能回路に属す
る光ファイバーの群が設けられていることを後形成する
。この場合には、外から妨害光波を全く吸収しない光フ
ァイバーの効果が利用され、したがって多数の固有の光
波を伝送する光ファイバーは、直接に相並んで接触して
配置することができる。

本発明のもう１つの改善は、縦長の支持体の長手方向端
部にスリットシャッタ、画線ラスター等を有する円板の
ための運動間隙が配置されかつ他の長手方向端部に光発
信器及び変換器のための共通の接続部材が配置されてい
ることにある。光発信器及び変換器のための共通の接続
部材は、光発信器と受信器の交換を生ぜず、完成の困難
な避け、光学素子の調整を不用にし、かづ光ファイバー
を十分に正確に相互配置させることができる。

更に、位置の不正確さないしは光学的誤差源は、支持体
が保持ケーシング中に位置決めして挿入されかつシール
されていることによって避けられる。

更に、単独部材の正確な位置は、保持ケーシングが発信
器−及び受信器−構成群のための固定部材を有し、この
固定部材がこの発信器−及び受信器−構成群を支持体に
押圧して（・ることによって支持される。

更に、単独部材の位置は、光ファイバーを有する溝及び
／又は支持体と保持ケーシングとの間の空隙が充填材料
で閉鎖されていることによって保証される。

正確な信号を整合及び特別の組立て−ないしは調整作業
なしに形成するためには、トリプル光ダイオードないし
はトリプル光トランジスタを使用する際に６つの光ファ
イバーの群をそれぞれスリットシャッタ、画線ラスター
等のマーキングトラックに相互配置させるのが特に好ま
しい。

更に、光不透過性の蓋は、共通の接続部材のために設け
るのが好ましい。この蓋は、妨害信号を透明の接続部材
から遠ざけておく。

更に、特に緊密なインクリメンタル−センサは、蓋が導
電板として形盛されていることによって生しる。この場
合には、短い導電路及び閉鎖された構成単位が与えられ
る。

実施例： 本発明の実施例は、図面に図示されかつ次に詳細に記載
されている。

インクリメンタル−センサ１は、回転（又は直線）運動
する機械−又は装置部材２のステップ運動を、この運動
から個々の電気的パルスを発生させるために走査し、こ
の電気的パルスにより駆動モータないしは他の測定−１
制御−又は調整装置は調節される。機械−又は装置部材
２は、固定部材６ａを有するフランジ部材４゜５及び６
により平らな円板７が結合しているモータ軸３からなり
、この円板は、モータ軸３により回転される。モータ軸
３は、調整すべき駆動装置の一部であることができるか
又は極めて正確に走行する較正駆動部材からなることが
できる。円板γ上には、少なくとも１つのマーキングト
ラック８が存在する。第２図による実施例には、平行な
マーキングトラック８ａ＋８ｂ及び８ｃが配置されてい
る。マーキングトラック８ないしは８ａ〜８Ｃは、保持
ケーシング１０中ならびに支持体１１中の運動間＠９を
連続的に通過する。

マーキングトランク８（８ａ〜８ｃ）は、それぞれ同じ
幅を有するスリット１．２ないしはウェブ１３からなる
。円板７は、多くの場合金属からなる。スリット１２及
びウェブ１３の代りに光透過性円板７上には、光不透過
性画線ラスクーが配置されていてもよい。マーキングト
ラック８のこのような形は、蒸着したアルミニウムから
なりかつフォトエツチング法で製造された、例えば幅０
．１ｍｍの半径方向のマーキングを有するガラス円板を
形成する。

保持ケーシング１０は、支持体１１の外に送信器−及び
受信器−構成群１４を有し、この構成群は、間隙なしに
支持体１１に接合する。この送信器−及び受信器−構成
群１４は、光送信器１５を収容し、同時に、このことは
特に好ましいことであるが、変換器１６をも収容し、こ
れら双方は、透明な材料からの単一部材１７中に配置さ
れかつ接続導体１８及び１９を備えている。接続導体１
８及び１９は、十分に図示されてない増幅回路に導かれ
、この増幅回路は、信号を所望の形で変調ないしはデジ
タル化する。

光発信器１５と変換器１６の光学的結合は、光導波管２
０を形成する。運動間隙９の範囲２１内で光導波管２０
は、運動間隙９に対して正確に垂直に走り、それぞれ同
じ軸２２に沿って１対ずつ走る。光導波管２０は、厚さ
０．１〜０．５ａｍの（ガラスからの）光ファイバー２
０ａ。

２０ｂないしは２０Ｃから製造され、運動間隙９を切り
込む前に溝２３中に巻かれ、したがって範囲２１内での
光導波管の位置は、溝底面２３ａの形状にのみ依存する
。巻取り後、溝２３は充填材料２４で閉鎖され、この充
填材料は、ペースト又は固体状態で光ファイバー２０ａ
。

２０ｂ及び２０ｃを固定する。更に、充填材料２４は、
保持ケーシング１０と支持体１１との間に生じる空＠２
５を充填することができる。

原則的に、移相された信号を接続導体１８及び１９で取
出しかつ増幅回路に供給しうるためには、光発信器１５
ないしは変換器１６につき２個の光導波管２０で十分で
ある。

第２の実施例（第２図及び第４図）によれば、最高の精
度で使用される系が設けられている。

このためには、溝２３の中にそれぞれ光導波管２０の群
が配置され、例えば中心溝２３ｂ中に光ファイバー２０
ａ、２０ｂ及び２０Ｃが配置されている。この場合、光
発信器１５は、トリプル発光ダイオード（ＬＥＤ）によ
って形成され、変換器１６は、トリプル光ダイオードに
よって形成される。外側にある光ファイバー２０＆及び
２０Ｃは、それぞれ中心光ファイバー２０ｂの基準信号
に対して位相角９０°だけで先発信号ないしは後発信号
を発する。基準信号は、時間的に常に外側信号間の中心
に存在するので、所望の正弦変調は、相互に１８０°だ
け移相している２つの信号によつ°〔十分に正確に維持
される。

２つの外側信号の方形信号への変換は、相当する増幅器
及びデジタルを基礎とする比較回路において行なうこと
ができろ。

支持体１１は、縦長の形１１ａで形成され、その長手方
向端部１１ｂで運動間隙９を有し、かつ他の長手方向端
部１１ｃで光発信器１５及び変換器１６に対して共通の
接続部材２６を有し、この場合段２６ａは、光導波管２
０に対する光発信器１５ないしは変換器１６の位置を確
定する。更に、接続部、材２６は、支持体１１と接続部
材２６との間の光学的結合のために最高の精度を達成す
るため、凹所２７中に突入している。保持ケーシング１
０中への支持体１１の装入後、支持体１１は付加的にシ
ールされ、このことは、第２図中の結合個所２８及び２
９によって明示されている。更になお、引紐き装入され
る接続部材２６は、ばね３１を有する固定部材３０によ
って支持体１１と接触して保持される。固定部材３０は
、案内ビン３２及び３３な有し、この案内ピン上に蓋３
４は押し入れられ、この場合蓋３４は、所属するねじ穴
３６にねじ３５なねじ込むことにより固定することがで
きる。蓋３４は、導電板として構成することができる。

発信器−及び受信器−構成群１４は、前記のように別個
の構成部材を表わし、この構成部材は、インクリメンタ
ル−センサの物理的値を変えることなしに容易に交換す
ることができる。

もう１つの実施例は、第２図と関連する第６図から明ら
かである。６つのマーキングトラック８ａ、８ｂ、８Ｃ
が設けられており、この場合それぞれのマーキングトラ
ックは、互いに独立に利用することができる。スリット
１２ａ。

１２ｂ及び１２Ｃの上には、それぞれ鋭角３７で６つの
光ファイバー２０＆、２０ｂ及び２０Ｃが存在し、実際
にこの光ファイバーの横断面は運動間隙９の平面と平行
に存在する。角３７は、１８０°の移相をマーキングト
ラック８ａ、８ｂ又は８Ｃのそれぞれの外側信号間に達
成するために必要とされる。保持ケーシング１０の側部
材３８でインクリメンタル−センサ１を固定するための
爪部材３９ａ及び３９ｂは相対して存在する。

更に、第２図は、全部で６つのマーキングトラック８ａ
、　８ｂ及び８Ｃの特殊な並行接続を有する：この場合
、全部で６つのマーキングトラック８ａ〜８Ｃについて
それぞれ外側の光ファイバー２０ａは、トリプル変換器
１６　（）　ＩＪゾル光ダイオード）の１つの素子に相
互配置され、それぞれ中心の光ファイバー２０ｂは、ト
リプル変換器１６のもう１つの素子に相互配置され、か
つ他の外側の光ファイバー２０Ｃは、トリプル変換器１
６の第６の素子に相互配置さ１れている。（トリプル）
光発信器１５（トリプル発光ダイオード）の個々の素子
は、マーキングトラック８ａ、８ｂ、８Ｃの光ファイバ
ー２０ａ、２０ｂ′、２０Ｃにそれぞれ相互配置されて
いる。トリプル光発信器１５ないしはトリプル変換器１
６は、それぞれ同じ物理的大きさの全部で６つの光ファ
イバー２（ｌａ〜２０Ｃを生じる。このことから、極め
て正確で全く調整の必要がない、そのつどの温度の割合
に調節する信号形成が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、回転系中にマーキングトラックを有するイン
クリメンタル−センサの垂直横断面図、第２図は、第１
図に属する平面図、第６図は、６つのマーキングトラッ
ク上の光ファイバーの配置に関連する第２図からの部分
的拡大図、かつ第４図は、トリフ０ル発光ダイオードな
いしはトリプル光ダイオードを有する糸に対して光ファ
イバーを有する溝の垂直横断面図である。 ７・・・円板、８　ａ、、、　８　ｂ、８．ｃ・マーキ
ングトランク、９・・・運動間隙、１０・　保持ケーシ
ング、１１・・支持体、１１Ｎ〕　・長手方向端部、１
１Ｃ・・・他の長手方向端部、、１２．１３・・スリン
トシャンク、１４・−発信器−及び受信器−構成群、１
５・・光発信器　１６・・・変換器、２０・・・光°導
波管、２０　ａ　、　２０　ｂ　、　２０　ｃ−光ファ
イバー、２１・・・運動間隙の範囲、２２・・軸、２３
　・溝、２４・・充填材料、２５・・空隙、２６　接続
部組、Ｃ） ｄ 辣７ｇ牝れ一゛　マーＮングトンソク １０−　イ子椅ケーソンク′。 １１・・−交竹俸 ２０−・　Ｌ梗Ｆ浪）【 ｚＤＬ、２Ｄｂ、２０Ｃ・　、ｔフ７’イハ□′−２＋
−４土臭才λす十 ぐ 第１頁の続き ０発　明　者　ヴエルナー・パンツア　トイ−−リ ＠発明者　ヨハン・ステンプフレ　ドイーフ ソ連邦共和国ゼンデン・ヴレンシュデンチン・フリュン
グシュトラーセ　１６ ソ連邦共和国フファッフェンホーフェンーエルビスポエ
ン自ハウス・ヌンマー　１９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　光発信器及び光電変換器ならびに光発信器と変換
   器との間の運動間隙中で可動する一部光透過性で、−細
   光不透過性のマーキングトラックからなる、直線又は回
   転運動を電気的パルス列に変換するためのインクリメン
   タル−センサにおいて、光発信器（１５）と変換器（１
   ６）との光学的結合が光導波管（２０）により形成され
   ており、この場合それぞれ機能回路を形成する光導波管
   （２０）は運動間隙（９）によって中断され、かつ運動
   間隙（９）の範囲（２１）内で軸（２２）上ア運動間隙
   （９）に対して垂直に走ることを特徴とする、直線又は
   回転運動を電気的パルス列に変換するためのインクリメ
   ンタル−センサ。 ２、　光導波管（２０）が支持体（１１）上で支持体（
   １１）を包囲する溝（２３）中で光ファイバー（２０ａ
   　ｔ　２０　ｂ　、２０　ｃ　）の形で挿入されている
   、特許請求の範囲第１項記載のインクリメンタル−セン
   サ。 ６、溝（２３）中に多数の異なる機能回路に属する光導
   波管（２０ａ、２０ｂ、２０Ｃ）の群が設けられている
   、特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のインクリメ
   ンタル−センサ。 ４、長めの支持体（１１）の長手方向端部（１１ｂ）に
   はスリットシャッタ（１２ないしは１３）、画線ラスタ
   ー等を有する円板（８）のための運動間隙（９）が配置
   され、他の長手方向端部（１１，０）には光発信器（１
   ５）及び変換器（１６）のための共通の接続部材（２６
   ）が配置されている、特許請求の範囲第１項から第３項
   までのいずれが１項に記載のインクリメンタル−センサ
   。 ５、　支持体（１１）が保持ケーシング（１０）中に位
   置するように挿入されかつシールされている、特許請求
   の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載のイ
   ンクリメンタル−センサ。 ６　保持ケーシング（１０）が発信器−及び受信器−構
   成群（１４）のための固定部材（３０）を有し、この固
   定部材がこの発信器−及び受信器−構成群を支持体（１
   １）に押圧している、特許請求の範囲第１項から第５項
   までのいずれか１項に記載のインクリメンクルーセンサ
   。 Ｚ　光ファイバー（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ　）を有す
   る溝及び／又は支持体（１１）と保持ケーシング（１０
   ）との間の空隙（２５）が充填材料（２４）で閉鎖され
   ている、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれ
   が１項に記載のインクリメンクルーセンサ。 ８、６つの光ファイバーＣ２０ａ、２０ｂ。 ２０Ｃ）の群がそれぞれスリットシャッタ（１２，１３
   ）のマーキングトラック（８ａ。 Ｂｂ、８ｃ）、画線ラスター等に相互配置されている、
   特許請求の範囲第１項がら第７項までのいずれか１項に
   記載のインクリメンタル−センサ。 ９　光不透過性の蓋（３４）が共通の接続部材（２６）
   のために設けられている、特許請求の範囲第１項から第
   ８項までのいずれが１項に記載のインクリメンタル−セ
   ンサ。 １０、蓋（３４）が導電板として形成されている、特許
   請求の範囲第９項記載のインクリメンタル−センサ。