JPS6255511A - ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents

ロ−タリ−エンコ−ダ

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JPS6255511A
JPS6255511A JP60196195A JP19619585A JPS6255511A JP S6255511 A JPS6255511 A JP S6255511A JP 60196195 A JP60196195 A JP 60196195A JP 19619585 A JP19619585 A JP 19619585A JP S6255511 A JPS6255511 A JP S6255511A
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JP
Japan
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light
rotating disk
detection
slits
slit
Prior art date
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Pending
Application number
JP60196195A
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English (en)
Inventor
Shigeo Yoneda
米田 茂生
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/22—Analogue/digital converters pattern-reading type
    • H03M1/24—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip
    • H03M1/28—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding
    • H03M1/30—Analogue/digital converters pattern-reading type using relatively movable reader and disc or strip with non-weighted coding incremental

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

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】 く技術分野〉 本発明は、例えば回転速度や移動距離の検出に使用され
るロータリーエンコーダに関する。
〈従来技術〉 一般に、この種のロータリーエンコーダとしては、大別
して、回転円板が導通・非導通の格子7くターンで構成
され、このパターンをブラシまたはビンで接触させるこ
とにより出力信号を取り出すようにした機械式のエンコ
ーダと、フォトインクラブタの光路上に複数のスリット
を形成した回転ディスクを、設け、該回転ディースフの
スリットを透過する光を検出することにより出力信号を
取り出すようにした光電式のエンコーダが広く使用され
ているが、現状では、高度な検出精度を要する装置には
、主として光電式のエンコーダが採用されている。
第4図は従来の光電式ロータリーエンコーダの一例を示
す概略構成図である。この図に示される従来例のロータ
リーエンコーダは、白熱電球またはLEDからなる投光
素子IXと、受光素子12との間に、周方向にわたって
複数のスリット16・・・を有する回転ディスク13と
、検出用スリット15を有する固定板14とを対向配置
したものである。
第5図は各構成部分の位置関係を示す概念図である。こ
の図において、回転ディスク13のスリブ)16・・・
は一定ピツチPごとに形成されており、該回転ディスク
13がその回転軸17周りに回転変位すると、投光素子
11の光が前記回転ディスク13のスリット16・・・
と、検出用スリット15とを間欠的に透過して受光素子
12に検出される。
すなわち、回転ディスク13が前記スリット16・・・
のピッチ2分だけ回転変位するごとに、該スリット16
・・・と固定板14の検出用スリット15の位置が一致
し、投光素子11の光が受光素子12に検出される。こ
の受光素子12からの出力信号は第6図の(A)に示す
ように、正弦波であり、これをシュミットトリガ回路等
により波形整形して第6図の(B′)に示すように、パ
ルス化し、このパルスを計数することにより、回転ディ
スク13の回転移動量を算出すると共に、所定時間内の
パルス数を計数することで回転速度を割り出すことがで
きるようになっている。
ところが、このような構成の従来例の場合、これの最小
回転変位検出量の検出精度は回転ディスク13のスリッ
トピッチPで決定されてしまうため、検出精度を向上さ
せるには該スリットピッチPを小さく設定しなければな
らない。しかしながら、回転ディスク13に狭小なピッ
チで多数のスリット16・・・を形成することは、極め
て困難であるうえ、コスト的にも問題があった。
また、スリット16・・・は回転ディスク13の同心円
上に配置されているため、回転ディスク13の回転方向
を検出することは不可能である。
そこで、回転方向も検出できるようにするために、例え
ば、回転ディスク上に前記同心円とは異なる径の同心円
上に前記スリットとは別のスリットを設けて、回転ディ
スク上に2重のスリット群を形成し、両スリット群に対
応する検出用スリットを固定板上に設けて、それぞれの
スリットを透過する光の検出時間差を検出することによ
り、回転方向を検出することが考えられるが、この場合
、両スリットのピッチの誤差が重なるなどの難点があり
、移動量の検出精度が低下するという問題点が生じる。
〈発明の目的〉 本発明はかかる従来の問題点に鑑み、比較的簡単な構成
で、回転ディスクの回転変位による移動量並びに回転速
度の検出精度を向上させると共に、回転方向検出も可能
なロータリーエンコーダを堤供することを目的とする。
〈発明の構成〉 本発明は、このような目的を達成するために、投光素子
と受光素子とを複数ずつ用意すると共に、固定板に画素
子に対応する同数の検出用スリットを、画素子と同一の
配列ピッチで配置し、回転ディスクのスリットの配列ピ
ッチと前記固定板の検出用スリットの配列ピッtとに所
定の差を設けたことに特徴を有している。
〈実施例〉 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。
第1図はこの実施例の概略構成図である。この図に示さ
れるロータリーエンコーダは、LEDからなる3個の投
光素子1 、−1 、と、これと同数の受光素子21〜
23とを備える。各投光素子11〜12と受光素子21
〜23はそれぞれ1組ずつ上下に対向配置されており、
各対の素子1.−1..2゜〜23は所定の配列ピッチ
Plで配置されている。
投光素子l、〜l、と受光素子2.〜2.との間には回
転ディスク3と固定板4が上下に対向配置されている。
固定板4には3個の検出用スリット5゜〜53が透設さ
れている。また、回転ディスク3にはその周方向にわた
って複数のスリット6・・・が所定のピッチP、ごとに
透設されている。このスリット6・・・と前記検出用ス
リット5、〜53はそれぞれ前記両素子間の光路Q、〜
Q、上で互いに対向して位置している。そして、回転デ
ィスク3がその回転軸7周りに回転して位相が変位する
と、各スリット6・・・の位置が検出用スリット51〜
53の位置と間欠的に一致して、投光素子1 、−13
の光を透過させ、この透過光を検出した受光素子21〜
2、で検出された光信号が光電変換されて出力されるよ
うになっている。
第2図は前記各構成部分の配置関係を示す概念図である
。この図において、前記検出用スリット51〜5.の配
列ピッチPtと回転ディスク3のスリット6・・・の配
列ピッチP、とでは、スリットピッチP、の方が検出用
スリットピッチP、より大きく設定されている。すなわ
ち、具体的には、スリットピッチP、と検出用スリット
ピッチP、との差りは少なくとも回転ディスク3のスリ
ットピッチP、の1/2より小さい寸法範囲に設定され
ている。
次に、上記構成の作用を説明すると、第1〜第3の投光
素子l、〜1.から発した光は、それぞれ対向する第1
〜第3の受光素子21〜23で検出される。いま、第1
投光素子1.〜13と第1検出用スリット5.および基
準となる回転ディスク3のスリット6aが第1光路Q1
上で一致している場合、第1投光素子1.の光のみが第
1受光素子2.に検出されている。次いで、回転ディス
ク3が第2図上、反時計回り方向にピッチ差り分だけ回
転変位した場合、第1投光素子1.の光は回転ディスク
3で遮断され、第2投光素子l、の光のみが第2受光素
子2.で検出される。したがって、両スリットのピッチ
差りがそのまま最小回転変位検出量と対応し、従来例の
スリットピッチP、によるものよりも分解能の高い検出
精度を得ることができる。
回転ディスク3が更に、反時計回り方向にピッチ差り分
だけ回転変位すると、第3投光素子13の光のみが第3
受光素子2.に検出される。このようにして、回転ディ
スク3が反時計回り方向に回転して行くと、第1=第2
→第3→第1→・・・のサイクルで、各投光素子11〜
13の光が順次、各受光素子2、〜2.に検出されて行
く。
反対に、回転ディスク3が時計回り方向に回転変位して
行(と、前述の場合とは逆に、第1→第3→第2→第1
−・・・のサイクルで、各投光素子11〜13の光が各
受光素子21〜23に検出されて行く。したがって、検
出順序を検知することにより、回転ディスク3の変位方
向が検出される。
第3図は各受光素子2.〜23の出力信号を示すタイミ
ングチャートである。この図において、回転ディスク3
の回転変位による受光素子2.〜23の検出信号(A、
)〜(A3)はそれぞれ正弦波であり、回転ディスク3
が反時計回り方向に変位する場合、各検出信号(A1)
〜(A、)のピークは、ピッチ差りずつ位相差を生じる
。各検出信号(Aυ〜(A3)はOR検出され、例えば
シュミットトリガ回路で、ピッチ差りごとに立ち上がる
パルスに波形整形され、これによって、回転検出信号(
B)が得られる。
この回転検出信号(B)の周期はピッチ差りに同期した
ものとなり、そのパルス数を計数することにより移動量
が算出される。また、所定時間内のパルス数を計数する
ことで移動速度の算出も行なうことができる。更に、受
光素子21〜23の検出信号(Aυ〜(A3)を単独で
検出することで前述のように回転方向を検出することが
できる。
このように、この実施例のロータリーエンコーダでは移
動の量、速度、並びに方向を検出できるため、移動距離
の高精度測定センサ、移動方向の検出センサ、回転速度
センサなどに応用することが可能である。
なお、前記実施例では3組の投光素子11〜l。
および受光素子2.〜23を用いるものとしたが、本発
明ではこれらの投光素子1.〜13と受光素子2、〜2
.が2組以上用意されていれば、前述の諸機能を実現す
ることが可能である。
〈発明の効果〉 以上のように本発明によれば、投光素子と受光素子とを
複数ずつ用意すると共に、固定板に画素子に対応する同
数の検出用スリットを、画素子と同一の配列ピッチで配
置し、回転ディスクのスリットの配列ピッチと前記固定
板のスリットの配列ピッチとに所定の差を設けるものと
したので、最小変位検出量が、前記ピッチ差で決定され
る。したがって、回転位置、移動距離等の移動量、ある
いは回転速度の測定精度を従来例と比較して格段に向上
させることができる。また、各受光素子の検出信号のピ
ークを個別に検出することにより、従来では成し得なか
った回転方向または移動方向を簡単に検出することがで
きる。更に、比較的簡単な構成であり、低置なコストで
作成できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明の実施例を示し、第1図は
この実施例の概略構成図、第2図は各構成部分の配置関
係を示す概念図、第3図は各受光素子の出力信号を示す
タイミングチャートである。 第4図ないし第6図は従来例を示し、第4図は概略構成
図、第5図は各構成部分の位置関係を示す概念図、第6
図は受光素子の出力信号を示すタイミングチャートであ
る。 11〜13・・・投光素子、 2、〜23・・・受光素子、 3・・・回転ディスク、 4・・・固定板、 51〜53・・・検出用スリット、 6・・・スリット、 P、・・・検出用スリットの配列ピッチ、P、・・・ス
リットの配列ピッチ、 D・・・P+、Ptのピッチ差、 Q、−Q、・・・光路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに対向して配置された投光素子と受光素子と
    の間に、回転ディスクと固定板とを対向配置し、前記固
    定板の前記両素子間の光路と一致する位置に検出用スリ
    ットを透設すると共に、前記回転ディスクの周方向にわ
    たって前記検出用スリットと対向する複数のスリットを
    透設してなり、前記回転ディスクの回転位相変位により
    、前記スリットと前記検出用スリットを前記投光素子の
    光が間欠的に透過し、この透過光を前記受光素子で光電
    変換するようにしたロータリーエンコーダにおいて、 前記投光素子と受光素子とを複数ずつ用意すると共に、
    前記固定板に画素子に対応する同数の検出用スリットを
    、画素子と同一の配列ピッチで配置し、前記スリットの
    配列ピッチと前記検出用スリットの配列ピッチとに所定
    の差を設けたことを特徴とするロータリーエンコーダ。
JP60196195A 1985-09-05 1985-09-05 ロ−タリ−エンコ−ダ Pending JPS6255511A (ja)

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JP60196195A JPS6255511A (ja) 1985-09-05 1985-09-05 ロ−タリ−エンコ−ダ
US06/903,131 US4833316A (en) 1985-09-05 1986-09-03 Rotary encoder
DE19863630209 DE3630209A1 (de) 1985-09-05 1986-09-04 Photoelektrischer kodierter drehgeber

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