JPS6234007A - 回転角度検出装置 - 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〉 本発明は回転機の回転軸に取付けられる光ディスクから
位置情報を読み取り、該回転機の回転角度や該回転機に
より駆動される送り装置での直線移動位置等を検出する
回転角度検出装置に関する。

〈従来の技術〉 産業機械、工作機械等に付設される位置検出器には光学
方式、磁気方式、シンクロ方式等があるが、分解能、検
出範囲９位置情報の読み取り速度等に限界があった。

これらのうち増分型読み取り検出器（インクレメンタル
エンコーダ）は１１１ｇを切った後に絶対位置が不明と
なってしまうため、電源投入後に再度原点合せを行い、
エンコーダ出力を積算しているカウンタを初期条件に設
定しなければならない、また、絶対値読み取り型検出器
（アブソリュートエンコーダ）は高分解能で検出範囲の
大きいく数ｍ〜数十ｍ）ものがなく、複数のエンコーダ
を機械的に結合して組み合せて使用しなければならない
。

〈発明が解決しようとする問題点〉 位置が変位する運動体の絶対位置を読み取るアブソリュ
ートエンコーダに、高密度に情報が記録できレーザ光で
高速度に大量の情報を読み取ることができる光ディスク
を応用することが考えられている。

しかしながら、例えばビデオ、オーディオ用として用い
られている一般的な光ディスクは、その回転方向に情報
を記録し、光ディスクの回転に伴ってトランク上の情報
をレーザ光の反射で読み取り、デジタル信号をアナログ
変換してテレビ画面、スピーカ等へ出力している。この
ため、従来の光ディスクを位置検出器に単に適用すると
、光ディスクが停止しているときには情報が読み取れず
、電源投入後に運動体の位置をただちに検出することが
できないという問題があった。

本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、高密度
記録ができる等価れた性能を発揮する光ディスクの応用
を実現した回転角度検出装置を提供することを目的とす
る。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の回転角度検出装置は、検出対象となる回転機の
回転軸に同軸に取付けられると共にトラックの位置情報
が書き込まれた光ディスクと、前記光ディスクに対向す
ると共にラジアルサーボ機能により前記トラックの幅方
向に走査して前記位置情報を読み取るピックアップとを
備えたことを特徴とする。

〈作　　　用〉 ピンクアップに備えられているラジアルサーボ機能によ
り回転停止中の光ディスクのトラックからも位置情報を
読み取ることができる。

〈実　施　例〉 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

本実施例は、回転角度検出装置を第５図及びそのＶｌ−
Ｖｌ矢視断面を表す第６図に示すような送り装置に適用
したものであり、この送り装置は摺動台１に支持される
と共にナフト２を介してねし軸３に連結されたテーブル
４を回転機であるモータ５の作動によりねし軸３を回転
させて摺動台１上を直線移動させるものである。回転角
度検出装置６はモータ５に付設されており、この検出装
置６でモータ５の出力軸の回転角度を検出することによ
りテーブル４の直線移動位置を検出する。

第６図中の１−１矢視断面を表す第１図及びそのｎ−ｎ
矢視断面を表す第２図を参照して上記回転角度検出装置
６を説明する。モータ５に取付けられたケース７に軸受
８を介して回転自在に支持されると共にカップリング９
を介してモータ５の出力軸５ａに同軸に連結された回転
軸１０には円板状の光ディスク１１が同軸に取付けられ
ており、この回転軸１０にはケース７に取付けられた減
速機１２の入力軸１２ａが傘歯車１３．１４を介して連
結されている。減速機１２の出力軸１２ｂにはケース７
に軸受１５を介して回転自在に支持されたねじ軸１６が
平歯車ＩＴ、１Ｂを介して連結されており、このねじ軸
１６は光ディスク１１に平行且つその直径方向に延在し
ている。ねじ軸１６に平行に設けられたガイドバー１９
には支持台２０が摺動自在に支持されており、この支持
台２０はナフト２１を介してねじ軸１６に連結されてい
る。支持台２０には後述のように光ディスク１１に書き
込まれて記録された位置情報をレーザ光の反射により読
み取るピンクアップ２２が取付けられて光ディスク１１
に対向している。このピックアップ２２は位置情報が記
録された光ディスク１１のトラックｌｌａとの間隔を制
御して焦点合せを行う焦点サーボ機能と、トラックｌｌ
ａに精密に追従するためにトランクｌｌａの幅方向、す
なわち光ディスク１１の径方向に走査するラジアルサー
ボ機能とを備えているが、このラジアルサーボ機能は単
にトラックｌｌａへの追従性を達成するだけでなく、ト
ラツク１ｌａＯ幅方向に記録されている位置情報の読み
取りも達成する。

本実施例の光ディスク１１は第３図に示すように、位置
情報が記録されたトラックｌｌａが螺線状に形成された
ものであり、トラック１１ａの一部を拡大して表す第４
図に示すように光ディスク１１の回転角度の単位角度（
図中では２°に相当）を基準として２″までｎ個の情報
がトラックｌｌａの幅内でその幅方向に記録され、ピッ
クアップ２２がデジタルサーボ機能でトラックｌｌａの
幅方向に走査することにより位置情報が読み取れる。

上記構成の回転角度検出装置の作用を説明する。モータ
５が作動してその出力軸５ａが回転するとねじ軸３の回
転によりテーブル４が摺動台１上を直線移動する。一方
、出力軸５ａの回転はカップリング９３回転軸１０゜傘
歯車１３．１４．凍連機１２．平歯車１７゜１８を介し
てねし軸１６に伝達され、このねし軸１６の回転により
支持台２０が光ディスク１１の径方向に移動する。すな
わち、回転軸１０と共に回転している光ディスク１１の
径方向にピックアップ２２が移動し、このピックアップ
２２が螺線状のトラックＩｌａを追従する。そして、こ
のピンクアップ２２はトラックｌｌａを追従しながらも
そのラジアルサーボ機能によりトランクｌｌａの幅方向
に走査して、逐次位置情報を読み取り、出力軸５ａの回
転角度すなわちテーブル４の直線移動位置を検出する。

このような位置検出はトラック１１．】の幅方向への走
査によりなされるため光ディスク１１の回転が停止して
いるときにも行うことができる。尚、傘歯車１３゜１４
の減速比をＮ、　、　ＩＪｉ速機１２の減速比をＮ２．
平歯車１７．１８の減速比をＮｙ、ねじ軸１６のねしピ
ッチをＰとすれば、光ディスク１１の１回転当りのピッ
クアップ２２の進み量、すなわちトラック１１間の間隔
ｌは１、　＝　Ｎ　＋　Ｎ　ｚ　Ｎ　ｚ　Ｐとなる。ま
た、テーブル４の最大移動量を８５ねじ軸３のねしピッ
チをしとすれば、螺線状トラックｌｌａの巻数ｎはｎ　
＝　Ｓ　／　Ｌとなる。これらより、光ディスク１１の
情報記録範囲は半径方向にｎｌであれば良く、この範囲
内でピックアップ２２゜の送りを行えば良い。ここで、
光ディスク１１を例えば２４ビツトのものを用いると、
情報ｆｉ　２　”　＝　１６７７２１６で移動検出の最
小華位を０、　ＯＯ１ｍとしても１６．７　ｍまで測定
できる。

そしてこの場合、光ディスク１１のトラック幅は　２４
　Ｘ　Ｏ，ＯＯ２曹曽＃　０．０５鶴、トラックの螺線
巻数は１６７００鰭／１０＋＋ｍ／回−１６７０回、半
径方向の記録範囲は１６７０　Ｘ　０．０５＝　８３．
５　ｙであり、高密度に情報が記録された小型の光ディ
スクにて高分解能且つ広範囲の検出を行うことができる
。

第７図及び第８図は本発明の他の一実施例を表している
。この実施例に用いる光ディスク１１は、第８図に示す
ように、同心円状のトラックｌｌａを存したものであり
、螺線状のものと異なりピックアップ２２を追従させる
ための送りを要しない。従って、第７図に示すように、
ピックアップ２２はトランク１１ａに対向してケース７
に固定されており、回転する光ディスク１１に対して定
位置でトランクｌｌａに追従しつつこのトラックｌｌａ
の幅方向にラジアルサーボ機能により走査を行って、ト
ラックｌｌａに記録されている位置情報を読み取る。

上記実施例は回転機の回転角度を検出して送り装置の直
線移動位置を検出するものを示したが、勿論用途によっ
ては工作ＪＲｈｉの回転部の回転速度検出にも用いるこ
とができる。

また、光ディスク１１の取付部材はモータ出力軸５ａ、
ねじ軸１６等、種々の回転部材に変更することもできる
。

〈発明の効果〉 本発明の回転角度検出装置によれば、回転角度検出に高
密度記録ができる光ディスクの応用を実現することがで
きる。従って、従来に比して格段に高分解能且つ広範囲
の検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例に係り、第１図は回
転角度検出装置の断面図、第２図は第１図中の■−■矢
視断面図、第３図は光ディスクの正面図、第４図は光デ
ィスクのトラックの拡大図、第５図は送り装置の正面図
、第６図は第５図中の’１１＋１−Ｖｌ矢視断面図、第
７図及び第８図は本発明の他の一実施例に係り、第７図
は回転角度検出装置の断面図、第８図は光ディスクの正
面図である。 図面中、 ５はモータ、 ５ａは出力軸、 ｌＯは回転軸、 １１は光ディスク、 １１ａはトラック、 ２２はピックアップである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 検出対象となる回転機の回転軸に同軸に取付けられると
   共にトラックに位置情報が書き込まれた光ディスクと、
   前記光ディスクに対向すると共にラジアルサーボ機能に
   より前記トラックの幅方向に走査して前記位置情報を読
   み取るピックアップとを備えたことを特徴とする回転角
   度検出装置。