JPH0727575A - アブソリュートエンコーダ - Google Patents

アブソリュートエンコーダ

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JPH0727575A
JPH0727575A JP17164593A JP17164593A JPH0727575A JP H0727575 A JPH0727575 A JP H0727575A JP 17164593 A JP17164593 A JP 17164593A JP 17164593 A JP17164593 A JP 17164593A JP H0727575 A JPH0727575 A JP H0727575A
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JP
Japan
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code
section
sensor
pattern
code pattern
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Pending
Application number
JP17164593A
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English (en)
Inventor
Tomohiro Kato
知洋 加藤
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Sokkia Co Ltd
Original Assignee
Sokkia Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンコーダの制御プログラムを簡素化し、S
/N比を向上させること。 【構成】 エンコーダは、符号板1と、符号検出部と、
発光部とを有している。符号板1にはコードパターン4
が形成され、パターン4は、符号板1を貫通する複数の
スリット孔4aから構成されている。符号検出部は、セ
ンサ部20と、センサ部20を駆動する駆動部と、セン
サ部20で検出された電気信号を処理する信号処理部と
から構成されている。センサ部20は、パターン4の周
方向に沿った円弧形状に形成されたセンサ群20aと支
持板20bとを有していて、センサ群20aは、複数の
イメージ素子20cから構成されている。イメージ素子
20cは、パターン4のスリット孔4aの径方向に延長
され、その径方向の長さは、スリット孔4aの径方向の
長さよりも若干短くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アブソリュートエン
コーダに関し、特に、光学式のアブソリュートエンコー
ダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転数や回転角度の検出手段として、ロ
ータリエンコーダが知られており、この種のエンコーダ
の1種として、絶対的な位置情報を直ちに検出すること
ができるアブソリュートエンコーダもまたよく知られて
いる。図4および図6〜図8は、従来のアブソリュート
エンコーダの一例を示している。同図に示すアブソリュ
ートエンコーダは、光学式の透過型のものであって、符
号板1と、符号検出部2と、発光部3とを基本的な構成
としている。
【0003】符号板1は、円板状のものであって、その
外周縁側にコードパターン4が形成され、その中心が軸
5により支持され、軸5は、軸受け6に回転自在に支持
されている。発光部3は、符号板1の下面側にあって、
コードパターン4の直下に設けられていて、発光部3か
らの光は、レンズ7を介して平行光線に変えられて、符
号板1の下面側を照射する。
【0004】コードパターン4は、符号板1を貫通する
複数のスリット孔4aから構成され、各スリット孔4a
は、符号板1の中心に対して放射状に、かつ、同心円上
に形成されていて、周方向に沿って適宜幅が異ならせて
ある。符号検出部2は、図5ないしは図7に示すよう
に、符号板1を挟んで発光部3と対向するように設けら
れたセンサ部8と、このセンサ部8を駆動する駆動部9
と、センサ部8で検出された電気信号を処理する信号処
理部10とから構成されている。
【0005】センサ部8は、直線状に形成されたセンサ
群8aと支持板8bとを有していて、センサ群8aは、
複数のイメージ素子8c(具体的にはCCD素子)から
構成されている。センサ群8aは、コードパターン4の
複数個の信号を同時に検出するように符号板1の水平中
心軸線とイメージ素子8c間の水平中心軸線とが平行に
なるようにセットされている。
【0006】このように構成されたアブソリュートエン
コーダでは、イメージ素子8cが複数のスリット孔4a
を介して同時に発光部3からの光を受けて作動状態にな
り、このイメージ素子8cの作動状態のパターンに基づ
いて、信号処理部10で電気的な処理を行うことによ
り、符号板1の絶対的な回転数や回転角度が検出され
る。
【0007】しかしながら、このような従来のアブソリ
ュートエンコーダには、以下に説明する技術的な課題が
あった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述したア
ブソリュートエンコーダでは、イメージ素子8cの寸法
形状は、測定精度を確保するために、一般的には、幅w
1 と長さl1 が数μm〜十数μm程度に形成されてい
て、非常に微小寸法になっているので、ゴミなどの異物
が付着すると、測定誤差が発生するという問題があっ
た。
【0009】また、従来のエンコーダでは、図7,8に
示すように、コードパターン4のスリット孔4aが放射
状に配列され、各スリット孔4aが扇形になっていて、
センサ群8aが直線状に配列されていることから、同一
スリット孔4aであっても、これがセンサ群8aの中心
側に位置した場合と、センサ群8aの端部側に位置した
場合とで、作動するセンサ群8aのイメージ素子8cの
素数が異なることになる。
【0010】また、特に、スリット孔4aが端部側に位
置した状態では、図8に示すように、イメージ素子8a
に対して、スリット孔4aの端縁が斜交することにな
り、部分的に光が照射されるイメージ素子8aの面積が
種々に変動し、作動ないしは非作動の閾値を設定するこ
とが難しくなる。このため、信号処理部10での制御プ
ログラムが複雑になるとともに、イメージ素子8cのS
/N比が悪化するという問題があった。ここで、異物の
付着に対する対策として、例えば、イメージ素子8cの
幅w1 をそのままにして、長さl 1 を延長すると、測定
精度を低下させることなく、測定誤差の発生を低減させ
ることができるが、イメージ素子8cをこのような形状
にすると、従来のエンコーダでは、スリット孔4aが端
部側に位置した場合に、スリット孔4aの透過部分から
イメージ素子8cの一部が大きく外れて、イメージ素子
8cのS/N比がより一層悪化することになる。
【0011】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、信
号処理を複雑化することなく、S/N比の悪化が回避で
きるアブソリュートエンコーダを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、周方向に沿ってコードパターンが設けら
れた円板状の符号板と、前記コードパターンの複数個の
符号を同時に検出する複数のイメージ素子で構成された
センサ群を有するセンサ部と、前記イメージ素子を駆動
する駆動部と、前記イメージ素子の出力信号を受けて信
号処理を行う信号処理部とを備えた符号検出部と、前記
符号検出部に前記符号板を介して光を照射する発光部と
を備えたアブソリュートエンコーダにおいて、前記セン
サ部は、前記符号板の前記コードパターンの周方向の形
状に沿った円弧形状のセンサ群を有し、このセンサ群の
各イメージ素子を前記コードパターンの径方向に延長
し、その径方向の長さを前記コードパターンの径方向の
長さよりも若干短くしたことを特徴とする。
【0013】
【作用】上記構成のアブソリュートエンコーダによれ
ば、センサ部は、符号板のコードパターンの周方向の形
状に沿った円弧形状のセンサ群を有しているので、コー
ドパターンがセンサ群の中央ないしは端部側に位置した
時に、作動するイメージ素子の数が一致する。また、コ
ードパターンの端縁は、イメージ素子の長手方向と平行
になるので、作動ないしは非作動の閾値を設定すること
が簡単になる。
【0014】さらに、センサ群の各イメージ素子は、コ
ードパターンの径方向に延長し、その径方向の長さを前
記コードパターンの径方向の長さよりも若干短くしてい
るので、異物が付着しても、残りの部分で素子の作動が
確保される。
【0015】
【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、前
述した従来のエンコーダと同一若しくは相当する部分に
は、同一符号を用いる。図1から図3は、本発明にかか
るアブソリュートエンコーダの一実施例を示している。
同図に示すエンコーダは、本発明を光学式の透過型のも
のに適用した場合を示している。同図に示すエコーダ
は、前述した従来のこの種のエンコーダと同様に、符号
板1と、符号検出部2と、発光部3とを基本的な構成と
している(図4参照)。
【0016】符号板1は、円板状のものであって、その
外周縁側にコードパターン4が形成され、その中心が軸
5により支持され、軸5は、回転自在に軸受け6に支持
されている。発光部3は、符号板1の下面側にあって、
コードパターン4の直下に設けられていて、発光部3か
らの光は、レンズ6を介して平行光線に変えられて、符
号板1の下面側を照射する。
【0017】コードパターン4は、符号板1を貫通する
複数のスリット孔4a(長さがD1で最も小さいスリッ
ト孔4aの内周側の幅がD2 )から構成され、各スリッ
ト孔4aは、符号板1の中心に対して放射状に、かつ、
同心円上に形成されていて、周方向に沿って適宜幅が異
ならせてある。符号検出部2は、図1ないしは図3に示
すように、符号板1を挟んで発光部3と対向するように
設けられたセンサ部20と、このセンサ部20を駆動す
る駆動部9と、センサ部20で検出された電気信号を処
理する信号処理部10とから構成されている。
【0018】センサ部20は、符号板1のコードパター
ン4の周方向に沿った円弧形状に形成されたセンサ群2
0aと支持板20bとを有していて、センサ群20a
は、複数のイメージ素子20c(具体的にはCCD素
子)から構成されている。センサ群20aは、コードパ
ターン4の複数個の信号を同時に検出するように符号板
1のa中心に対して、円弧形状の中心が一致するように
セットされている。
【0019】センサ群20aの各イメージ素子20c
は、スリット孔4aとほぼ相似の扇型に形成され、所定
の間隔をおいて隣接配置され、コードパターン4のスリ
ット孔4aの径方向に延長され、その径方向の長さl2
は、コードパターン4のスリット孔4aの径方向の長さ
1 よりも若干短くなっている。また、イメージ素子2
0cの内周側の幅w2 は、スリット孔4aの幅D2 の整
数分の1、例えば、略1/2程度に設定されている。
【0020】このように構成されたアブソリュートエン
コーダでは、イメージ素子20cが複数のスリット孔4
aを介して同時に発光部3からの光を受けて作動状態に
なり、このイメージ素子20cの作動状態のパターンに
基づいて、信号処理部10で電気的な処理を行うことに
より、符号板1の絶対的な回転数や回転角度が検出され
る。
【0021】この場合、本実施例のエンコーダでは、セ
ンサ部20は、符号板1のコードパターン4の周方向の
形状に沿った円弧形状のセンサ群20aを有しているの
で、コードパターン4がセンサ群20aの中央ないしは
端部側に位置した時に、作動するイメージ素子20cの
数が一致する。また、コードパターン4のスリット孔4
aの端縁は、イメージ素子20cの長手方向と平行にな
るので、作動ないしは非作動の閾値を設定することが簡
単になり、この結果、信号処理部10での制御プログラ
ムが簡単になるとともに、イメージ素子20cのS/N
比を向上させることができる。
【0022】さらに、センサ群20aの各イメージ素子
20cは、コードパターン4のスリット孔4aの径方向
に延長し、その径方向の長さをコードパターン4のスリ
ット孔4aの径方向の長さよりも若干短くしているの
で、異物が付着しても、残りの部分で素子の作動が確保
され、測定精度の低下を招くことなく、誤動作が防止さ
れる。
【0023】図5は、本発明にかかるアブソリュートエ
ンコーダの他の実施例を示している。同図に示す実施例
は、本発明を光反射型のエンコーダに適用した場合であ
って、上記実施例と同一もしくは相当する部分には同一
符号を付している。この実施例では、発光部3と検出部
2とが符号板1の同じ面側に配置されている。また、検
出部2のセンサ部20は、図1〜図3に示した実施例と
同様に、符号板1のコードパターン4の周方向に沿った
円弧形状に形成されたセンサ群20aと支持板20bと
を有していて、センサ群20aは、複数のイメージ素子
20cから構成されている。
【0024】このように構成された光反射型のアブソリ
ュートエンコーダによっても上記実施例と同等の作用効
果が得られる。なお、上記実施例では、符号板1の外周
縁側に1トラックのコードパターン4が形成されたエン
コーダを示したが、本発明の実施はこれに限定されるこ
とはなく、複数数のコードパターン4を形成したものに
も適用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるアブソリュートエンコーダによれば、測
定誤差の発生を回避しつつ、制御プログラムを簡素化
し、かつ、S/N比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるアブソリュートエンコーダの一
実施例を示す符号符号検出部の説明図である。
【図2】同エンコーダのセンサ部の拡大図である。
【図3】同エンコーダのイメージ素子の配列状態を示す
説明図ある。
【図4】光透過型のアブソリュートエンコーダの全体構
成を示す説明図である。
【図5】光反射型のアブソリュートエンコーダの全体構
成を示す説明図である。
【図6】従来のアブソリュートエンコーダの符号符号検
出部の説明図である。
【図7】図6のセンサ部の拡大図である。
【図8】図6のイメージ素子の配列状態を示す拡大図で
ある。
【符号の説明】
1 符号板 2 符号検出部 3 発光部 4 コードパターン 4a スリット孔 5 軸 6 軸受け 7 レンズ 9 駆動部 10 信号処理部 20 センサ部 20a センサ群 20b 支持板 20c イメージ素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周方向に沿ってコードパターンが設けら
    れた円板状の符号板と、 前記コードパターンの複数個の符号を同時に検出する複
    数のイメージ素子で構成されたセンサ群を有するセンサ
    部と、前記イメージ素子を駆動する駆動部と、前記イメ
    ージ素子の出力信号を受けて信号処理を行う信号処理部
    とを備えた符号検出部と、 前記符号検出部に前記符号板を介して光を照射する発光
    部とを備えたアブソリュートエンコーダにおいて、 前記センサ部は、前記符号板の前記コードパターンの周
    方向の形状に沿った円弧形状のセンサ群を有し、このセ
    ンサ群の各イメージ素子を前記コードパターンの径方向
    に延長し、その径方向の長さを前記コードパターンの径
    方向の長さよりも若干短くしたことを特徴とするアブソ
    リュートエンコーダ。
JP17164593A 1993-07-12 1993-07-12 アブソリュートエンコーダ Pending JPH0727575A (ja)

Priority Applications (1)

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JP17164593A JPH0727575A (ja) 1993-07-12 1993-07-12 アブソリュートエンコーダ

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JP17164593A JPH0727575A (ja) 1993-07-12 1993-07-12 アブソリュートエンコーダ

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JPH0727575A true JPH0727575A (ja) 1995-01-27

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JP17164593A Pending JPH0727575A (ja) 1993-07-12 1993-07-12 アブソリュートエンコーダ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10099911B2 (en) 2007-03-15 2018-10-16 The Coca-Cola Company Multiple stream filling system
EP2982939B1 (en) * 2014-08-07 2018-11-14 Kabushiki Kaisha TOPCON Absolute encoder and surveying device

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