JPS6378021A - 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ - Google Patents
光学式ロ−タリ−エンコ−ダInfo
- Publication number
- JPS6378021A JPS6378021A JP22092486A JP22092486A JPS6378021A JP S6378021 A JPS6378021 A JP S6378021A JP 22092486 A JP22092486 A JP 22092486A JP 22092486 A JP22092486 A JP 22092486A JP S6378021 A JPS6378021 A JP S6378021A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- photodetector
- rotary encoder
- light beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
光学式ロータリーエンコーダであって、回転板にスリッ
トの代わりにマイクロレンズアレイを配置したことによ
り集光度が高められ、簡略で高精度の測定を可能とする
。
トの代わりにマイクロレンズアレイを配置したことによ
り集光度が高められ、簡略で高精度の測定を可能とする
。
本発明は、軸の回転角度を測定するための光学式ロータ
リーエンコーダに関するものである。
リーエンコーダに関するものである。
近年ファクトリオートメーション機器やロボットには回
転角度や回転数を計測するロータリーエンコーダが多く
用いられているが、高度な制御を行なうために精度の高
いものが要求されている。
転角度や回転数を計測するロータリーエンコーダが多く
用いられているが、高度な制御を行なうために精度の高
いものが要求されている。
従来の光学式ロータリーエンコーダは第４図に示すよう
に、図示なき軸に固定され、且つ放射状に多数のスリッ
ト１が等間隔に形成された回転板２と、該回転板のスリ
ット１に光−を投射する光源３及びコリメータ用レンズ
４と、スリット１を通った光を検出する光検出器５と、
余分な光をカットする固定スリット６及び７とを具備し
て構成され、スリット１を通った光の回折光を検出して
軸の回転角度又は回転数を測定するようになっている。
に、図示なき軸に固定され、且つ放射状に多数のスリッ
ト１が等間隔に形成された回転板２と、該回転板のスリ
ット１に光−を投射する光源３及びコリメータ用レンズ
４と、スリット１を通った光を検出する光検出器５と、
余分な光をカットする固定スリット６及び７とを具備し
て構成され、スリット１を通った光の回折光を検出して
軸の回転角度又は回転数を測定するようになっている。
上記従来の光学式ロータリーエンコーダでは、測定精度
を上げるためにはスリットｌの幅を小さくして数を多く
する必要がある。ところが微細なスリットは加工が困難
であり、またスリット幅が細くなるほど回折による光の
まわり込みが多くなり、明暗の差が少なくなるので検出
が困難になる等の欠点があった。
を上げるためにはスリットｌの幅を小さくして数を多く
する必要がある。ところが微細なスリットは加工が困難
であり、またスリット幅が細くなるほど回折による光の
まわり込みが多くなり、明暗の差が少なくなるので検出
が困難になる等の欠点があった。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、作製
が容易で且つ高性能な光学式ロータリーエンコーダを提
供することを目的としている。
が容易で且つ高性能な光学式ロータリーエンコーダを提
供することを目的としている。
このため本発明においては、第１図に例示するように、
円周に沿って多数のレンズ１１から成るマイクロレンズ
アレイ１２が配置され、且つ軸１０に固定された回転板
１３と、上記レンズ１１に光を入射する光源１４と、上
記レンズ１１からの透過光を検出する光検出器１７を少
なくとも具備して構成されたことを特徴としている。
円周に沿って多数のレンズ１１から成るマイクロレンズ
アレイ１２が配置され、且つ軸１０に固定された回転板
１３と、上記レンズ１１に光を入射する光源１４と、上
記レンズ１１からの透過光を検出する光検出器１７を少
なくとも具備して構成されたことを特徴としている。
回転板１３にマイクロレンズアレイ１２を配置したこと
により、レンズ１１を透過した光は集光されて光検出器
１７に入射するが、それ以外では光が集光しないため出
力が小さくなる。従って回転板１３が回転し、光がレン
ズを通過する時としない時の出力の差が大きくなり、測
定精度の向上が可能となる。
により、レンズ１１を透過した光は集光されて光検出器
１７に入射するが、それ以外では光が集光しないため出
力が小さくなる。従って回転板１３が回転し、光がレン
ズを通過する時としない時の出力の差が大きくなり、測
定精度の向上が可能となる。
第１図は本発明の実施例を示す図である。
本実施例は第１図に示すように、円周に沿ってレンズ１
１を有するマイクロレンズアレイ１２が配置され且つ軸
１０に固定された回転板１３と、該回転板のレンズ１１
に光を入射するためのレーザダイオードやＬＥＤ等の光
源１４及びコリメータレンズ１５と、固定遮光板１６と
、レンズ１１を透過した光を検出する光検出器１７とを
具備して構成されている。
１を有するマイクロレンズアレイ１２が配置され且つ軸
１０に固定された回転板１３と、該回転板のレンズ１１
に光を入射するためのレーザダイオードやＬＥＤ等の光
源１４及びコリメータレンズ１５と、固定遮光板１６と
、レンズ１１を透過した光を検出する光検出器１７とを
具備して構成されている。
本実施例の要点である上記マイクロレンズアレイ１２の
作製法の１例を第２図により説明する。
作製法の１例を第２図により説明する。
先ず第２図ａに示すように、パイレックス又はポリメタ
クリル酸メチル（ＰＭ？’ｌＡ）基板２０上に真空蒸着
法によってＴｉやＣｒの膜を１０００人付着させ、リソ
グラフィー技術とエツチング技術を用いてレンズに相当
する部分を除去してマスク２１を形成する。次に第２図
すに示すようにメタクリル酸メチル（ＨＭＡ）と塩化シ
ンナモイル等の桂皮酸エステルを１−４ジオキ酸で溶解
したものをスピナーにてマスク２１上に約４μｍの厚さ
に塗布して光反応性の膜２２を形成する。これを室温で
約２０分乾燥した後第２図Ｃの如く基板裏面から波長２
８０〜３５０ｎｍの紫外光２３を１５〜３０分照射する
。その結果第２図ｄに示すように光の当った部分は光重
合により膨張しレンズ１１が形成される。最後に１００
℃、１時間の熱処理を行い未露光部を安定化する。なお
レンズ１１の形状は円形でも長方形でも良い。
クリル酸メチル（ＰＭ？’ｌＡ）基板２０上に真空蒸着
法によってＴｉやＣｒの膜を１０００人付着させ、リソ
グラフィー技術とエツチング技術を用いてレンズに相当
する部分を除去してマスク２１を形成する。次に第２図
すに示すようにメタクリル酸メチル（ＨＭＡ）と塩化シ
ンナモイル等の桂皮酸エステルを１−４ジオキ酸で溶解
したものをスピナーにてマスク２１上に約４μｍの厚さ
に塗布して光反応性の膜２２を形成する。これを室温で
約２０分乾燥した後第２図Ｃの如く基板裏面から波長２
８０〜３５０ｎｍの紫外光２３を１５〜３０分照射する
。その結果第２図ｄに示すように光の当った部分は光重
合により膨張しレンズ１１が形成される。最後に１００
℃、１時間の熱処理を行い未露光部を安定化する。なお
レンズ１１の形状は円形でも長方形でも良い。
以上のように構成された本実施例は、回転板１３が軸１
０と共に回転すると、レンズ１１部分では光が集光され
て光検出器１７に入るので出力が大きい、しかしレンズ
１１以外ではマスク２１によって遮光され、又隣接する
レンズに入射してもレンズ作用によって光検出器１７よ
りはずれた位置に焦点を結ぶため誤動作の原因にならな
い。
０と共に回転すると、レンズ１１部分では光が集光され
て光検出器１７に入るので出力が大きい、しかしレンズ
１１以外ではマスク２１によって遮光され、又隣接する
レンズに入射してもレンズ作用によって光検出器１７よ
りはずれた位置に焦点を結ぶため誤動作の原因にならな
い。
またレンズアレイとして径２０μｍ焦点距離５０〜１０
０μｍのレンズを直径３０鶴の円周上にピッチ２５μｍ
で配置した時、回転板の１回転で約３７７０パルスの出
力が得られ、最小検出角は０．０９６度となり高精度な
測定が可能となる。
０μｍのレンズを直径３０鶴の円周上にピッチ２５μｍ
で配置した時、回転板の１回転で約３７７０パルスの出
力が得られ、最小検出角は０．０９６度となり高精度な
測定が可能となる。
第３図は本発明の他の実施例を示す図である。
同図において第１図と同一部分は同一符号を付して示し
た。
た。
本実施例が前実施例と異なるところは、回転板１３の裏
面にも第２のレンズアレイ１２′を設け、裏面ρレンズ
１１′のほぼ焦点に表面のレンズ１１の結像面が配置さ
れるように構成されたことである。
面にも第２のレンズアレイ１２′を設け、裏面ρレンズ
１１′のほぼ焦点に表面のレンズ１１の結像面が配置さ
れるように構成されたことである。
このように構成された本実施例は、回転板の裏面のレン
ズ１１′から出射される光が平行光となるため、回転板
１３のそり等による入射光量の変動をより小さくできる
ので安定した検出が可能となる。
ズ１１′から出射される光が平行光となるため、回転板
１３のそり等による入射光量の変動をより小さくできる
ので安定した検出が可能となる。
尚、射出成形法によってもマイクロレンズアレイを有す
る円板を作製することも可能である。
る円板を作製することも可能である。
以上述べてきたように本発明によれば、回転板にスリッ
トの役目をすると共に集光作用を持つマイクロレンズア
レイを設けたことにより、安価に製造できると共に検出
出力を大きくでき、また非レンズ部に当ったり隣接レン
ズに入射した光は検出部に結像しないため誤動作が少な
く高精度が得られ、実用的には極めて有用である。
トの役目をすると共に集光作用を持つマイクロレンズア
レイを設けたことにより、安価に製造できると共に検出
出力を大きくでき、また非レンズ部に当ったり隣接レン
ズに入射した光は検出部に結像しないため誤動作が少な
く高精度が得られ、実用的には極めて有用である。
第１図は本発明の実施例を示す図
第２図は本発明の実施例に用いられるマイクロレンズア
レイの作製方法を説明するための図、第３図は本発明の
他の実施例を示す図、第４図は従来のロータリーエンコ
ーダを示す図である。 第１図、第３図において、 １０は軸、 １１ 、１１ ’はレンズ、 １２ 、１２ ’はマイクロレンズアレイ、１３は回転
板、 １４は光源、 １５はコリメータレンズ、 １６は遮光板、 １７は光検出器である。 本発明の実施例を示す図 第１図 １〇−軸 １１−ｍ−レンズ １２− マイクロレンズアレイ １３− 回転板 １４−・−光源 １５−ｍ−コリメータレンズ １６− 遮光板 １７−−−光検出器 本発明の実施例に用いられるマイクロレンズアレイの作
製方法を説明するだめの同 第２図 １１− レンズ ２〇−基板 ２１− マスク ２２− 光反応性の膜 本発明の他の実施例を示す図 第３図 １１．１１’−−−レンズ １２ １２’−一マイクロレンズアレイ１３−−−回転
板 １４− 光源 １５−ｍ−コリメータレンズ １６−−−遮光板 １７−−−光検出器 従来の光学式ロータリ〜 エンコーダを示す図 第４図 ７−−−スリツト ２−ｍ−回転板 ３−ｍ−光源 ４−−−コリメータ用レンズ ５−−一光検出器 ６．７−−−固定スリット
レイの作製方法を説明するための図、第３図は本発明の
他の実施例を示す図、第４図は従来のロータリーエンコ
ーダを示す図である。 第１図、第３図において、 １０は軸、 １１ 、１１ ’はレンズ、 １２ 、１２ ’はマイクロレンズアレイ、１３は回転
板、 １４は光源、 １５はコリメータレンズ、 １６は遮光板、 １７は光検出器である。 本発明の実施例を示す図 第１図 １〇−軸 １１−ｍ−レンズ １２− マイクロレンズアレイ １３− 回転板 １４−・−光源 １５−ｍ−コリメータレンズ １６− 遮光板 １７−−−光検出器 本発明の実施例に用いられるマイクロレンズアレイの作
製方法を説明するだめの同 第２図 １１− レンズ ２〇−基板 ２１− マスク ２２− 光反応性の膜 本発明の他の実施例を示す図 第３図 １１．１１’−−−レンズ １２ １２’−一マイクロレンズアレイ１３−−−回転
板 １４− 光源 １５−ｍ−コリメータレンズ １６−−−遮光板 １７−−−光検出器 従来の光学式ロータリ〜 エンコーダを示す図 第４図 ７−−−スリツト ２−ｍ−回転板 ３−ｍ−光源 ４−−−コリメータ用レンズ ５−−一光検出器 ６．７−−−固定スリット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円周に沿って多数のレンズ（１１）から成るマイク
ロレンズアレイ（１２）が配置され、且つ軸（１０）に
固定された回転板（１３）と、上記レンズ（１１）に光
を入射する光源（１４）と、 上記レンズ（１１）からの透過光を検出する光検出器（
１７）を少なくとも具備して構成されたことを特徴とす
る光学式ロータリーエンコーダ。 ２、上記回転板（１３）の表裏面に２組のマイクロレン
ズアレイ（１２、１２′）が設けられ、上記裏面のレン
ズ（１１′）のほぼ焦点に、表面のレンズ（１１）の結
像面が配置されるように構成されたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の光学式ロータリーエンコーダ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22092486A JPS6378021A (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22092486A JPS6378021A (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6378021A true JPS6378021A (ja) | 1988-04-08 |
Family
ID=16758682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22092486A Pending JPS6378021A (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | 光学式ロ−タリ−エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6378021A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297020A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エンコーダ用メインスケール |
| JPH07167677A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nippon Hikyumen Lens Kk | エンコーダ |
| WO1998037383A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-27 | Fanuc Ltd | Optical encoder |
| WO1998059218A1 (en) * | 1997-06-23 | 1998-12-30 | Fanuc Ltd | Optical rotary encoder |
| JPWO2022230665A1 (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 |
-
1986
- 1986-09-20 JP JP22092486A patent/JPS6378021A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297020A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | エンコーダ用メインスケール |
| JPH07167677A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nippon Hikyumen Lens Kk | エンコーダ |
| WO1998037383A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-27 | Fanuc Ltd | Optical encoder |
| US6703601B2 (en) | 1997-02-21 | 2004-03-09 | Fanuc, Ltd. | Motion detection of an optical encoder by converging emitted light beams |
| WO1998059218A1 (en) * | 1997-06-23 | 1998-12-30 | Fanuc Ltd | Optical rotary encoder |
| JPWO2022230665A1 (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | ||
| WO2022230665A1 (ja) * | 2021-04-28 | 2022-11-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | エンコーダ |
| US12203786B2 (en) | 2021-04-28 | 2025-01-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Encoder |
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