JP2541171Y2 - 光学式エンコ―ダ - Google Patents
光学式エンコ―ダInfo
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Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は符号板に２列に透光スリ
ットが形成された光学式エンコ―ダの互換性の向上に関
するものである。
ットが形成された光学式エンコ―ダの互換性の向上に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】モータの回転を検出する位相変調型の光
学式エンコーダとしては、例えば特公平４−５３３号公
報に記載されたものがあった。これを従来エンコーダと
する。従来エンコーダは、符号板に２列に透光スリット
が形成され、２列の透光スリットのスリット数の差はモ
ータの歯数と同数になっている。透光スリットには光が
照射され、各スリット列毎に透光スリットの通過光を検
出するフォトダイオードアレイが配置されている。２つ
のフォトダイオードアレイからは位相変調型の検出信号
が得られる。従来エンコーダでは、２つのフォトダイオ
ードアレイから得られた検出信号の位相差がモータのロ
ータとステータの歯の位相差そのものになる。例えば、
モータのロータとステータの歯の位相が一致していると
きは、２つのフォトダイオードアレイから得られた検出
信号の位相差は０になる。従って、２つのフォトダイオ
ードアレイから得られる検出信号の位相差をもとにモー
タのロータとステータの歯の位相差を検出し、検出した
位相差をもとにモータのコイルを転流するタイミングを
検出する。しかし、従来エンコーダでは次の問題点があ
った。モータのコイルを一定の励磁状態にしてロータの
回転位置を固定したときに、エンコーダ側で検出される
位相差は、本来は一定であるべきである。例えば、モー
タのロータとステータの歯の位相が一致するようにコイ
ルを励磁したときに、エンコーダ側で検出される位相差
は０であるべきである。ところが、符号板の偏心誤差、
センサの取付位置の誤差等の機械的誤差が原因となっ
て、コイルを一定の励磁状態にしても、エンコーダ側で
検出される位相差はまちまちの値になる。このため、エ
ンコーダを交換する毎に位相差をモータのドライバに設
定しなければならず、エンコーダに互換性がないという
問題点があった。
学式エンコーダとしては、例えば特公平４−５３３号公
報に記載されたものがあった。これを従来エンコーダと
する。従来エンコーダは、符号板に２列に透光スリット
が形成され、２列の透光スリットのスリット数の差はモ
ータの歯数と同数になっている。透光スリットには光が
照射され、各スリット列毎に透光スリットの通過光を検
出するフォトダイオードアレイが配置されている。２つ
のフォトダイオードアレイからは位相変調型の検出信号
が得られる。従来エンコーダでは、２つのフォトダイオ
ードアレイから得られた検出信号の位相差がモータのロ
ータとステータの歯の位相差そのものになる。例えば、
モータのロータとステータの歯の位相が一致していると
きは、２つのフォトダイオードアレイから得られた検出
信号の位相差は０になる。従って、２つのフォトダイオ
ードアレイから得られる検出信号の位相差をもとにモー
タのロータとステータの歯の位相差を検出し、検出した
位相差をもとにモータのコイルを転流するタイミングを
検出する。しかし、従来エンコーダでは次の問題点があ
った。モータのコイルを一定の励磁状態にしてロータの
回転位置を固定したときに、エンコーダ側で検出される
位相差は、本来は一定であるべきである。例えば、モー
タのロータとステータの歯の位相が一致するようにコイ
ルを励磁したときに、エンコーダ側で検出される位相差
は０であるべきである。ところが、符号板の偏心誤差、
センサの取付位置の誤差等の機械的誤差が原因となっ
て、コイルを一定の励磁状態にしても、エンコーダ側で
検出される位相差はまちまちの値になる。このため、エ
ンコーダを交換する毎に位相差をモータのドライバに設
定しなければならず、エンコーダに互換性がないという
問題点があった。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】本考案は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、位相差調整手
段によりモータのロータとステータの歯の位相差と２列
の透光スリットから得られた２つの検出信号の位相差と
の関係を一義的に定めることによって、機械的誤差が生
じていても正しく転流のタイミングを検出でき、互換性
のある光学式エンコーダを実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、位相差調整手
段によりモータのロータとステータの歯の位相差と２列
の透光スリットから得られた２つの検出信号の位相差と
の関係を一義的に定めることによって、機械的誤差が生
じていても正しく転流のタイミングを検出でき、互換性
のある光学式エンコーダを実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本考案は、符号板がモー
タと連結されていて、この符号板には２列に透光スリッ
トが形成されていて、２列の透光スリットのスリット数
の差は前記モータの歯数と同数になっていて、透光スリ
ットに光が照射され、各スリット列毎に透光スリットの
通過光を検出するセンサが設けられていて、これら２つ
のセンサから得られる位相変調型の検出信号の位相差を
もとにモータのロータとステータの歯の位相差を検出
し、検出した位相差をもとにモータの転流制御に用いる
信号を得る光学式エンコーダにおいて、前記検出信号の
位相をシフトし、２つの検出信号の位相差を調整する位
相差調整手段を具備し、モータのロータとステータの歯
の位相差の変化に応じて前記２つの検出信号の位相差が
変化し、前記位相差調整手段はモータのロータとステー
タの歯の位相差と２つの検出信号の位相差との関係を一
義的に定めることを特徴とする光学式エンコーダであ
る。
タと連結されていて、この符号板には２列に透光スリッ
トが形成されていて、２列の透光スリットのスリット数
の差は前記モータの歯数と同数になっていて、透光スリ
ットに光が照射され、各スリット列毎に透光スリットの
通過光を検出するセンサが設けられていて、これら２つ
のセンサから得られる位相変調型の検出信号の位相差を
もとにモータのロータとステータの歯の位相差を検出
し、検出した位相差をもとにモータの転流制御に用いる
信号を得る光学式エンコーダにおいて、前記検出信号の
位相をシフトし、２つの検出信号の位相差を調整する位
相差調整手段を具備し、モータのロータとステータの歯
の位相差の変化に応じて前記２つの検出信号の位相差が
変化し、前記位相差調整手段はモータのロータとステー
タの歯の位相差と２つの検出信号の位相差との関係を一
義的に定めることを特徴とする光学式エンコーダであ
る。
【０００５】
【０００６】
【実施例】以下、図面により本考案を説明する。図１は
本考案にかかる光学式エンコ―ダの一実施例の構成図で
ある。図１において、１はモ―タ、２はモ―タ１ととも
に回転する円板形状の符号板、３，４は符号板２の円周
方向に沿って一定ピッチで配列された位置検出用の透光
スリット、５はスリット３，４のさらに外側に形成され
た原点検出用の透光スリット、６，７はＬＥＤ、８およ
び９はＬＥＤ６および７の出射光を収束してスリット３
および４，５に当てるレンズである。１０および１１は
透光スリット３および４の通過光を検出するフォトダイ
オ―ドアレイ（以下、ＰＤＡとする）である。ＰＤＡ１
０と１１は、例えば８個のフォトダイオ―ドからなる。
フォトダイオ―ド８個分の幅は、透光スリット１０，１
１の１ピッチ分に相当している。１２は回転位置の原点
に配置されていて、透光スリット５の通過光を検出する
原点検出用のＰＤＡである。１３，１４はＰＤＡ１０，
１１の検出信号を処理する信号処理回路である。信号処
理回路１３および１４において、１３１，１４１はＰＤ
Ａ１０，１１の各フォトダイオ―ド毎に設けられたスイ
ッチ、１３２，１４２はシフトクロックのタイミングで
スイッチ１３１，１４１を順次に閉じて各フォトダイオ
―ドの検出信号を走査するシフトレジスタ、１３３，１
４３は走査した検出信号を増幅して階段状の波形信号θ
SG0 ，θSG1 を得るアンプである。１４４はＰＤＡ１２
の出力から原点検出信号を得るアンプである。
本考案にかかる光学式エンコ―ダの一実施例の構成図で
ある。図１において、１はモ―タ、２はモ―タ１ととも
に回転する円板形状の符号板、３，４は符号板２の円周
方向に沿って一定ピッチで配列された位置検出用の透光
スリット、５はスリット３，４のさらに外側に形成され
た原点検出用の透光スリット、６，７はＬＥＤ、８およ
び９はＬＥＤ６および７の出射光を収束してスリット３
および４，５に当てるレンズである。１０および１１は
透光スリット３および４の通過光を検出するフォトダイ
オ―ドアレイ（以下、ＰＤＡとする）である。ＰＤＡ１
０と１１は、例えば８個のフォトダイオ―ドからなる。
フォトダイオ―ド８個分の幅は、透光スリット１０，１
１の１ピッチ分に相当している。１２は回転位置の原点
に配置されていて、透光スリット５の通過光を検出する
原点検出用のＰＤＡである。１３，１４はＰＤＡ１０，
１１の検出信号を処理する信号処理回路である。信号処
理回路１３および１４において、１３１，１４１はＰＤ
Ａ１０，１１の各フォトダイオ―ド毎に設けられたスイ
ッチ、１３２，１４２はシフトクロックのタイミングで
スイッチ１３１，１４１を順次に閉じて各フォトダイオ
―ドの検出信号を走査するシフトレジスタ、１３３，１
４３は走査した検出信号を増幅して階段状の波形信号θ
SG0 ，θSG1 を得るアンプである。１４４はＰＤＡ１２
の出力から原点検出信号を得るアンプである。
【０００７】１５は本考案の特徴とするところの位相差
調整手段であり、モ―タ１のコイルを一定の励磁状態に
して回転位置を固定したときに、波形信号θSG0 とθSG
1 の位相差を一定値にするものである。位相差調整手段
１５の具体的構成例を図２に示す。図２において、Ｒは
可変抵抗、Ｒ 1，Ｒ 2は抵抗、Ｃはコンデンサ、Ｕ１，
Ｕ２はアンプ、ＪＰ１，ＪＰ２はジャンパ端子である。
この回路で、アンプＵ１で構成される回路は、可変抵抗
Ｒの抵抗値に応じて−１８０°〜０°の範囲で信号の位
相をシフトする。位相のシフト分φは次式で与えられ
る。 φ＝−２ａｒｃｔａｎωＲＣ ω：角速度，Ｒ：抵抗Ｒの抵抗値，Ｃ：コンデンサＣの
静電容量 アンプＵ２で構成される回路は、信号の位相を＋１８０
°だけシフトする。シフトしたい位相量に応じて、アン
プＵ１で構成される回路と、アンプＵ２で構成される回
路を選択的に用いて、波形信号θSG0 の位相をシフトし
てθSG0 ′にする。
調整手段であり、モ―タ１のコイルを一定の励磁状態に
して回転位置を固定したときに、波形信号θSG0 とθSG
1 の位相差を一定値にするものである。位相差調整手段
１５の具体的構成例を図２に示す。図２において、Ｒは
可変抵抗、Ｒ 1，Ｒ 2は抵抗、Ｃはコンデンサ、Ｕ１，
Ｕ２はアンプ、ＪＰ１，ＪＰ２はジャンパ端子である。
この回路で、アンプＵ１で構成される回路は、可変抵抗
Ｒの抵抗値に応じて−１８０°〜０°の範囲で信号の位
相をシフトする。位相のシフト分φは次式で与えられ
る。 φ＝−２ａｒｃｔａｎωＲＣ ω：角速度，Ｒ：抵抗Ｒの抵抗値，Ｃ：コンデンサＣの
静電容量 アンプＵ２で構成される回路は、信号の位相を＋１８０
°だけシフトする。シフトしたい位相量に応じて、アン
プＵ１で構成される回路と、アンプＵ２で構成される回
路を選択的に用いて、波形信号θSG0 の位相をシフトし
てθSG0 ′にする。
【０００８】図１へもどり、１６，１７は信号θSG0
′，θSG1 の低周波成分を抽出するロ―パスフィルタ
（以下、ＬＰＦとする）、１８，１９は抽出した信号を
波形整形するコンパレ―タ、２０は波形整形した２つの
信号の位相差を計測する位相差カウンタ、２１はコンパ
レ―タ１９で波形整形した信号の周期を計測する周期カ
ウンタである。位相差カウンタ２０の計測値をもとにモ
―タの転流角が検出されて転流制御が行なわれる。ま
た、周期カウンタ２１の計測値をもとに、検出信号の周
期の変動分が検出され、この変動分を積算してモ―タの
回転位置が求められる。
′，θSG1 の低周波成分を抽出するロ―パスフィルタ
（以下、ＬＰＦとする）、１８，１９は抽出した信号を
波形整形するコンパレ―タ、２０は波形整形した２つの
信号の位相差を計測する位相差カウンタ、２１はコンパ
レ―タ１９で波形整形した信号の周期を計測する周期カ
ウンタである。位相差カウンタ２０の計測値をもとにモ
―タの転流角が検出されて転流制御が行なわれる。ま
た、周期カウンタ２１の計測値をもとに、検出信号の周
期の変動分が検出され、この変動分を積算してモ―タの
回転位置が求められる。
【０００９】このように構成した光学式エンコ―ダの動
作を説明する。ＰＤＡ１０，１１の各フォトダイオ―ド
は、透光スリット３，４を介して受けたＬＥＤ６，７の
光量に応じた電流を出力する。図３および図４は透光ス
リット３とＰＤＡ１０、および、透光スリット４とＰＤ
Ａ１１が重なった状態の一例を示した図である。図の斜
線部分が透光スリットの透光部分である。１〜８は各フ
ォトダイオ―ドの番号である。信号処理回路１３は、ス
イッチを４個ずつオンにして、図３のａ 1，ａ 2，ａ 3
に示すようにフォトダイオ―ドの出力を４個ずつ取り出
す。取り出した出力はアンプ１３３によって和がとられ
るため、アンプ１３３の出力は取り出しタイミングに応
じて階段状に変化する波形となる。同様に、信号処理回
路１４は、図４のｂ 1，ｂ 2，ｂ 3に示すようにフォト
ダイオ―ドの出力を４個ずつ取り出す。ここで、ｂ 1，
ｂ 2，ｂ 3の取り出しタイミングは、ａ 1，ａ 2，ａ 3
の取り出しタイミングと同期している。このようなエン
コ―ダで、モ―タのコイルを一定の励磁状態にしてロ―
タの回転位置を固定したとき、例えばロ―タをステ―タ
と歯の位相が一致する回転位置に固定したときは、本来
は、波形信号θSG0 とθSG1 の位相が一定になるはずで
ある。ところが、符号板の偏心誤差、ＰＤＡの取り付け
位置のずれ等が原因となって、図５に示すように、位相
差Δφにばらつきが生じる。位相差調整手段１５は、波
形信号θSG0 の位相をシフトして位相差Δφを０にす
る。ここで、位相差調整手段１５には次の手順で位相シ
フト量を設定する。まず、モ―タのコイルを一定の励磁
状態にしてロ―タとステ―タの歯の位相を一致させ、こ
の状態で波形信号θSG0 とθSG1 の位相差Δφを測定す
る。測定の結果、Δφ＜０であればＪＰ１をショ―ト
し、Δφ≧０であればＪＰ２をショ―トする。次に、θ
SG0 とθSG0 ′の波形をモニタしながらΔφ＝０になる
ように可変抵抗Ｒの抵抗値を調整する。全てのエンコ―
ダにこのような調整を行なえば、モ―タのロ―タとステ
―タの歯の位相を一致させたときに位相差Δφは０にな
り、エンコ―ダに互換性をもたせられる。
作を説明する。ＰＤＡ１０，１１の各フォトダイオ―ド
は、透光スリット３，４を介して受けたＬＥＤ６，７の
光量に応じた電流を出力する。図３および図４は透光ス
リット３とＰＤＡ１０、および、透光スリット４とＰＤ
Ａ１１が重なった状態の一例を示した図である。図の斜
線部分が透光スリットの透光部分である。１〜８は各フ
ォトダイオ―ドの番号である。信号処理回路１３は、ス
イッチを４個ずつオンにして、図３のａ 1，ａ 2，ａ 3
に示すようにフォトダイオ―ドの出力を４個ずつ取り出
す。取り出した出力はアンプ１３３によって和がとられ
るため、アンプ１３３の出力は取り出しタイミングに応
じて階段状に変化する波形となる。同様に、信号処理回
路１４は、図４のｂ 1，ｂ 2，ｂ 3に示すようにフォト
ダイオ―ドの出力を４個ずつ取り出す。ここで、ｂ 1，
ｂ 2，ｂ 3の取り出しタイミングは、ａ 1，ａ 2，ａ 3
の取り出しタイミングと同期している。このようなエン
コ―ダで、モ―タのコイルを一定の励磁状態にしてロ―
タの回転位置を固定したとき、例えばロ―タをステ―タ
と歯の位相が一致する回転位置に固定したときは、本来
は、波形信号θSG0 とθSG1 の位相が一定になるはずで
ある。ところが、符号板の偏心誤差、ＰＤＡの取り付け
位置のずれ等が原因となって、図５に示すように、位相
差Δφにばらつきが生じる。位相差調整手段１５は、波
形信号θSG0 の位相をシフトして位相差Δφを０にす
る。ここで、位相差調整手段１５には次の手順で位相シ
フト量を設定する。まず、モ―タのコイルを一定の励磁
状態にしてロ―タとステ―タの歯の位相を一致させ、こ
の状態で波形信号θSG0 とθSG1 の位相差Δφを測定す
る。測定の結果、Δφ＜０であればＪＰ１をショ―ト
し、Δφ≧０であればＪＰ２をショ―トする。次に、θ
SG0 とθSG0 ′の波形をモニタしながらΔφ＝０になる
ように可変抵抗Ｒの抵抗値を調整する。全てのエンコ―
ダにこのような調整を行なえば、モ―タのロ―タとステ
―タの歯の位相を一致させたときに位相差Δφは０にな
り、エンコ―ダに互換性をもたせられる。
【００１０】なお、位相差調整手段１５は、位相差Δφ
を０以外の値に調整してもよい。すなわち、モ―タのコ
イルを一定の励磁状態にしたときにロ―タとステ―タの
歯の間に生じる位相ずれφ0 に対して、位相差調整手段
１５によって調整される位相差Δφが一義的に決められ
ていれば、その値自体は何でもよい。
を０以外の値に調整してもよい。すなわち、モ―タのコ
イルを一定の励磁状態にしたときにロ―タとステ―タの
歯の間に生じる位相ずれφ0 に対して、位相差調整手段
１５によって調整される位相差Δφが一義的に決められ
ていれば、その値自体は何でもよい。
【００１１】
【考案の効果】本考案によれば、位相差調整手段により
モータのロータとステータの歯の位相差と２列の透光ス
リットから得られた２つの検出信号の位相差との関係を
一義的に定めている。このため、モータのコイルを一定
の励磁状態にしたときにエンコーダ側で得られる位相差
は一定になる。例えば、モータのロータとステータの歯
の位相が一致するようにコイルを励磁したときに、エン
コーダ側で検出される位相差は０になる。従って、符号
板の偏心誤差、センサの取付位置の誤差等の機械的誤差
が生じていても正しく転流のタイミングを検出できる。
これにより、エンコーダに互換性をもたせることがで
き、エンコーダが故障して新しいものに交換した場合で
も、わざわざドライバに位相差の設定を行う必要がな
い。
モータのロータとステータの歯の位相差と２列の透光ス
リットから得られた２つの検出信号の位相差との関係を
一義的に定めている。このため、モータのコイルを一定
の励磁状態にしたときにエンコーダ側で得られる位相差
は一定になる。例えば、モータのロータとステータの歯
の位相が一致するようにコイルを励磁したときに、エン
コーダ側で検出される位相差は０になる。従って、符号
板の偏心誤差、センサの取付位置の誤差等の機械的誤差
が生じていても正しく転流のタイミングを検出できる。
これにより、エンコーダに互換性をもたせることがで
き、エンコーダが故障して新しいものに交換した場合で
も、わざわざドライバに位相差の設定を行う必要がな
い。
【図１】本考案の一実施例の構成図である。
【図２】位相差調整手段の具体的構成例を示した図であ
る。
る。
【図３】図１のエンコ―ダの動作説明図である。
【図４】図１のエンコ―ダの動作説明図である。
【図５】図１のエンコ―ダの動作説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−84115（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−7060（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−533（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】 符号板がモータと連結されていて、この
符号板には２列に透光スリットが形成されていて、２列
の透光スリットのスリット数の差は前記モータの歯数と
同数になっていて、透光スリットに光が照射され、各ス
リット列毎に透光スリットの通過光を検出するセンサが
設けられていて、これら２つのセンサから得られる位相
変調型の検出信号の位相差をもとにモータのロータとス
テータの歯の位相差を検出し、検出した位相差をもとに
モータの転流制御に用いる信号を得る光学式エンコーダ
において、前記検出信号の位相をシフトし、２つの検出信号の位相
差を調整する位相差調整手段を具備し、モータのロータ
とステータの歯の位相差の変化に応じて前記２つの検出
信号の位相差が変化し、前記位相差調整手段はモータの
ロータとステータの歯の位相差と２つの検出信号の位相
差との関係を一義的に定めることを特徴とする光学式エ
ンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991040656U JP2541171Y2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 光学式エンコ―ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991040656U JP2541171Y2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 光学式エンコ―ダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04134015U JPH04134015U (ja) | 1992-12-14 |
| JP2541171Y2 true JP2541171Y2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=31921661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991040656U Expired - Fee Related JP2541171Y2 (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | 光学式エンコ―ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2541171Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067060B2 (ja) * | 1986-02-14 | 1994-01-26 | フアナツク株式会社 | 位相差補正付位置検出器 |
| JPS6484115A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Signal detecting circuit |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP1991040656U patent/JP2541171Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04134015U (ja) | 1992-12-14 |
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