JPH09126814A - Rotary encoder - Google Patents
Rotary encoderInfo
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- JPH09126814A JPH09126814A JP28620795A JP28620795A JPH09126814A JP H09126814 A JPH09126814 A JP H09126814A JP 28620795 A JP28620795 A JP 28620795A JP 28620795 A JP28620795 A JP 28620795A JP H09126814 A JPH09126814 A JP H09126814A
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- light
- slits
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はロータリエンコーダ
に係り、さらに詳しくはスリット円板，固定スリット板
に形成されたスリットの透過光でパルス信号を出力させ
るロータリエンコーダに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary encoder, and more particularly to a rotary encoder that outputs a pulse signal by the light transmitted through a slit formed in a slit disk or a fixed slit plate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は本発明を説明するための従来のロ
ータリエンコーダの原理的説明図、図５はスリット円板
の平面図である。図４と図５において、１はロータリエ
ンコーダ、２は回転シャフト、３はスリット円板、４は
固定スリット板である。t1，t2，…は等しい間隔のトラ
ック、s1，s2，s3，s4はいずれもスリット円板３上に設
けられたスリット、s11,s12,s13,s14 は固定スリット板
４に設けられたスリット、Ｏはシャフト２の軸心であ
る。等間隔のトラックt1，t2，…上に開口したスリット
s1〜s4は、等しい幅w1，w2…に形成される。41，42，4
3，44は投光素子、51，52，53，54は受光素子である。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a principle explanatory view of a conventional rotary encoder for explaining the present invention, and FIG. 5 is a plan view of a slit disk. 4 and 5, 1 is a rotary encoder, 2 is a rotary shaft, 3 is a slit disk, and 4 is a fixed slit plate. t1, t2, ... Are equally spaced tracks, s1, s2, s3, s4 are all slits provided on the slit disk 3, s11, s12, s13, s14 are slits provided on the fixed slit plate 4, O is the axial center of the shaft 2. Equally spaced tracks t1, t2, ... Slits open above
s1 to s4 are formed to have equal widths w1, w2 ... 41, 42, 4
3 and 44 are light emitting elements, and 51, 52, 53 and 54 are light receiving elements.
【０００３】回転シャフト２が回転すると、スリット円
板３が回転する。投光素子41〜44よりの光はスリット円
板３に設けられたスリットs1〜s4，固定スリット板４に
設けられたスリットS11 〜s14 を通り、受光素子51〜54
に受光される。受光された光は受光素子51〜54により電
流に変換された後、受光回路部（図示せず）により電圧
に変換される。この電圧の状態図を、図７の(a) ，(b)
に示す。この電圧は更に受光回路部（図示せず）により
パルス出力波形へ整形される。パルス出力波形へ整形さ
れた状態例を、図６(a) ，(b) に示す。When the rotary shaft 2 rotates, the slit disk 3 rotates. The light from the light projecting elements 41 to 44 passes through the slits s1 to s4 provided on the slit disk 3 and the slits S11 to s14 provided on the fixed slit plate 4, and the light receiving elements 51 to 54.
Received. The received light is converted into a current by the light receiving elements 51 to 54, and then converted into a voltage by a light receiving circuit section (not shown). The state diagram of this voltage is shown in (a) and (b) of Fig. 7.
Shown in This voltage is further shaped into a pulse output waveform by a light receiving circuit section (not shown). 6 (a) and 6 (b) show an example of the state shaped into a pulse output waveform.
【０００４】なお、図５において、同一トラック上にス
リットが１つある例を示しているが、図４に示すように
同一トラック上にスリットが複数存在するのが一般的で
ある。この場合に投光部／受光部と前記複数のスリット
との大きさとの関係で、受光部側で、複数のスリットを
透過した光束を受光することがある。この防止のため、
固定スリット板４上に設けられたスリットs1i （ｉ＝1
〜4 ）にて、複数のスリットを透過した光束の内１つの
光束のみを透過させて受光部で受光させている。このス
リットs1i の幅は、si（ｉ＝1 〜4 ）の幅とほぼ同等に
作られている。Although FIG. 5 shows an example in which one slit is provided on the same track, it is general that a plurality of slits are provided on the same track as shown in FIG. In this case, due to the relationship between the size of the light projecting unit / light receiving unit and the size of the plurality of slits, the light receiving unit may receive the light flux transmitted through the plurality of slits. To prevent this
Slits s1i (i = 1 provided on the fixed slit plate 4
4), only one of the light fluxes transmitted through the plurality of slits is transmitted and received by the light receiving portion. The width of the slit s1i is made substantially equal to the width of si (i = 1 to 4).
【０００５】さて、従来のロータリエンコーダのスリッ
ト板３は、上記のようにスリットs1〜s4が同じ幅w1，w2
…に形成されている。したがって、問題をわかり易くす
る為に、同一のパルス幅の信号を得るために、スリット
s1〜s4を同一の中心角により形成すると、開口面積A1，
A2，…（斜線部分：無符号）が軸心Ｏから離れる程大き
くなりA1＞A2＞…という関係になる。このため、軸心Ｏ
に近いスリットs4を通過する光束は減少し、受光素子54
よりの出力電流が小さくなり検出感度が低下するという
問題があった。In the slit plate 3 of the conventional rotary encoder, as described above, the slits s1 to s4 have the same widths w1 and w2.
Is formed into ... Therefore, to make the problem easier to understand, the slit
If s1 to s4 are formed with the same central angle, the opening area A1,
As A2, ... (hatched portion: unsigned) becomes farther from the axis O, the relationship becomes A1>A2>. Therefore, the axis O
The light flux passing through the slit s4 near the
There is a problem that the output current becomes smaller and the detection sensitivity decreases.
【０００６】例えば、投光素子41，42，43の投射光をス
リットs1，s2，s3に透過させたときに、例えば位相差が
１２０°でデューテイ比が５０％の整形されたパルス出
力波形が図６の(a) に示されている。図７(a) では、位
相差が１８０°でデューテイ比５０％のパルス整形前出
力信号を外周側のスリットより生じたものについて実線
で、又、軸心側のスリットより生じたものについて点線
で示している。実線で示す波形、点線で示す波形共に、
振幅は同じである。ところが、従来のロータリエンコー
ダのスリット板３では、スリット円板３の軸心に近い程
開口面積が少なくなるので、スリットを透過した光束が
減り、この結果受光素子より流れる電流が減少してしま
い軸心側に対応した出力信号が図７(b) の点線ｃで示す
ようになり、これを変換し整形されたパルス出力波形は
例えば図６(b) のようになりデューテイ比が５０％の出
力信号を得ることができない為に検出感度が低下し、こ
の為の調整を必要とした。For example, when the projection light from the light projecting elements 41, 42, 43 is transmitted through the slits s1, s2, s3, a shaped pulse output waveform with a phase difference of 120 ° and a duty ratio of 50% is obtained. This is shown in FIG. 6 (a). In Fig. 7 (a), a solid line shows the output signal before pulse shaping with a phase difference of 180 ° and a duty ratio of 50% from the slit on the outer peripheral side, and a dotted line shows that from the slit on the axial center side. Shows. Both the waveform shown by the solid line and the waveform shown by the dotted line
The amplitude is the same. However, in the slit plate 3 of the conventional rotary encoder, the opening area becomes smaller as it gets closer to the axial center of the slit disk 3, so that the luminous flux transmitted through the slit is reduced, and as a result, the current flowing from the light receiving element is reduced and the axis is reduced. The output signal corresponding to the core side becomes as shown by the dotted line c in Fig. 7 (b), and the pulse output waveform that is converted and shaped is as shown in Fig. 6 (b), and the output with a duty ratio of 50%. Since the signal could not be obtained, the detection sensitivity was lowered, and adjustment for this was required.
【０００７】また、図８はこの種のアブソリュートエン
コーダの構成図で、実開平５−７８０４０号公報に記載
の図１が示されている。図８において、１は点光源、１
ａは光、４はレンズで、凸レンズ２と凸状シリンドリカ
ルレンズ３からなる第１レンズ４Ａおよび凹状シリンド
リカルレンズ４Ｂで構成される。また、５は固定スリッ
ト板、５ａ〜５ｅは固定スリット、６ａは符号、７は複
数のトラック６Ａ〜６Ｅを有する符号板、８は受光部で
ある。Ｄは固定スリット５ａ〜５ｅのトラック幅であ
る。FIG. 8 is a block diagram of an absolute encoder of this type, and FIG. 1 described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-78040 is shown. In FIG. 8, 1 is a point light source, 1
Reference numeral a denotes light and 4 denotes a lens, which includes a first lens 4A including a convex lens 2 and a convex cylindrical lens 3 and a concave cylindrical lens 4B. Further, 5 is a fixed slit plate, 5a to 5e are fixed slits, 6a is a code, 7 is a code plate having a plurality of tracks 6A to 6E, and 8 is a light receiving portion. D is the track width of the fixed slits 5a to 5e.
【０００８】固定スリット５ａ〜５ｅのトラック幅Ｄ
は、固定スリット板５に照射される光の光量分布に応じ
て異なるようになっている。そして、中央の固定スリッ
ト５ｃの幅が小さく、両端の固定スリット５ａ，５ｅの
幅が大きく設定されている。そして、図８に示されたエ
ンコーダはこのように構成することにより、各固定スリ
ット５ａ〜５ｅを通過する光量のバラツキをなくすこと
ができると上記の公報に記載されている。Track width D of fixed slits 5a-5e
Are different depending on the light quantity distribution of the light applied to the fixed slit plate 5. The width of the fixed slit 5c at the center is set to be small, and the width of the fixed slits 5a and 5e at both ends is set to be large. It is described in the above publication that the encoder shown in FIG. 8 can eliminate variations in the amount of light passing through the fixed slits 5a to 5e by configuring in this way.
【０００９】しかしながら、この実開平５−７８０４０
号公報記載のロータリエンコーダによれば、固定スリッ
ト５ａ，５ｅの幅の設定に固定スリット板５に照射され
る光の光量分布を正確に測定することが不可欠になる。
一方、この種の装置に用いられるランプ光源の光量分布
は、製品毎にバラついていて殆ど正確な仕様の表示が示
されていないものが多い。又、光源よりの光軸が正しく
受光部の中央部を通るように組み立てる必要があるが、
光軸位置に関する仕様がなく、又、正しく組み立てるこ
とが難しい。However, this actual Kaihei 5-78040
According to the rotary encoder disclosed in the publication, it is indispensable to accurately measure the light quantity distribution of the light with which the fixed slit plate 5 is irradiated for setting the widths of the fixed slits 5a and 5e.
On the other hand, the light quantity distribution of the lamp light source used in this type of device often varies from product to product and almost no accurate specification is displayed. Also, it is necessary to assemble so that the optical axis from the light source passes correctly through the center of the light receiving part.
There is no specification regarding the optical axis position, and it is difficult to assemble correctly.
【００１０】したがって、多数のランプ光源を用いて平
均的な光量分布を求めて、得られた平均的な光量分布に
対応させて固定スリット５ａ，５ｅの幅を設計しなけれ
ばならず極めて厄介である。また、スリット幅の異なる
固定スリット板５を予め多数準備して置くことも考えら
れるが、各製品毎に使用する光源の光量分布に合ったス
リット幅の固定スリット５ａ，５ｅを選択しなければな
らない。このため、組立てが面倒で工数が掛かるばかり
か、使用光源の光量分布に不適切なスリット幅の固定ス
リット板５が選択される等、又、光源自体が生産中止と
なった時に代替光源について新たに光量分布測定より開
始しなければならない等の問題点が考えられる。Therefore, it is necessary to obtain an average light quantity distribution using a large number of lamp light sources and design the widths of the fixed slits 5a and 5e in correspondence with the obtained average light quantity distribution. is there. Although it is possible to prepare a large number of fixed slit plates 5 having different slit widths in advance, it is necessary to select fixed slits 5a and 5e having slit widths suitable for the light amount distribution of the light source used for each product. . For this reason, not only is the assembly cumbersome and labor-intensive, the fixed slit plate 5 having a slit width that is inappropriate for the light intensity distribution of the light source used is selected, and the alternative light source is newly added when the light source itself is discontinued. In addition, there may be problems such as the fact that the measurement of light intensity distribution must be started.
【００１１】本発明は、上記のような２つの従来のロー
タリエンコーダの問題点を解消するためになされたもの
で、設計が簡単で組立てが容易で組立て作業工数が少な
く、しかも正確な出力信号が得られるロータリエンコー
ダを実現することを目的とするものである。The present invention has been made to solve the problems of the two conventional rotary encoders as described above, and has a simple design, easy assembly, a small number of assembling steps, and an accurate output signal. The object is to realize the obtained rotary encoder.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、投光素子か
ら投射した光をスリット円板並びに固定スリット板に形
成されたスリットを透過させて、両スリットの透過光を
受光素子で受光してパルス信号を出力させるロータリエ
ンコーダにおいて、スリット円板のスリットの単位中心
角当りの開口面積を均一に形成したロータリエンコーダ
を構成したものである。According to the present invention, light projected from a light projecting element is transmitted through a slit formed in a slit disk and a fixed slit plate, and light transmitted through both slits is received by a light receiving element. In a rotary encoder for outputting a pulse signal, a rotary encoder is formed in which an opening area per unit central angle of a slit of a slit disk is formed uniformly.
【００１３】また、この発明は、投光素子から投射した
光をスリット円板並びに固定スリット板に形成されたス
リットを透過させて、両スリットの透過光を受光素子で
受光してパルス信号を出力させるロータリエンコーダに
おいて、固定スリット板のスリットの単位中心角当りの
開口面積を均一に形成したロータリエンコーダを構成し
たものである。さらに、スリットの幅を下式から算出し
たロータリエンコーダを構成したものである。 （ｒ11）2 −（ｒ12）2 ＝（ｒ21）2 −（ｒ22）2 ＝…Further, according to the present invention, the light projected from the light projecting element is transmitted through the slits formed in the slit disk and the fixed slit plate, the transmitted light of both slits is received by the light receiving element, and a pulse signal is output. In this rotary encoder, a rotary encoder in which the opening area per unit central angle of the slit of the fixed slit plate is formed uniformly is configured. Further, the rotary encoder has the slit width calculated from the following equation. (R11) 2 - (r12) 2 = (r21) 2 - (r22) 2 = ...
【００１４】[0014]
実施形態１．以下、この発明の実施形態を、図面を用い
て説明する。図１はこの発明の実施形態の要部のスリッ
ト円板の平面図である。図１において、２は回転シャフ
ト、３はスリット円板である。t1，t2，…はスリット円
板３に形成されたトラック、s1，s2，s3，s4はスリッ
ト、A1，A2，A3，A4（斜線部分：無符号）はスリットs
1，s2，s3，s4の開口面積、w1，w2，W3，W4はスリットs
1，s2，s3，s4の幅（＝トラックt1，t3，t5，t7の
幅）、Ｏはシャフト２（スリット円板３）の軸心であ
る。Embodiment 1 FIG. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a slit disk as an essential part of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 2 is a rotary shaft, and 3 is a slit disk. t1, t2, ... Are tracks formed on the slit disk 3, s1, s2, s3, and s4 are slits, and A1, A2, A3, and A4 (shaded areas: unsigned) are slits s.
1, s2, s3, s4 opening area, w1, w2, W3, W4 are slits s
Widths of 1, s2, s3, and s4 (= widths of tracks t1, t3, t5, and t7), O is the axis of the shaft 2 (slit disk 3).
【００１５】本発明をわかり易くする為に、スリットs
1,s2,s3,s4 は同一のパルス幅の信号を異なった位相で
出力するために設けられているものとする。したがっ
て、スリットs1〜s4は、トラックt1，t3，…に沿って同
一の中心角θで形成されている。トラックt1，t2，…は
不等間隔で、スリット円板３の円板面に軸心Ｏを中心に
同心多重円環状に形成されている。そして、１つ置きの
各トラックt1，t3，t5，t7上に、扇形のスリットs1〜s4
が開口されている。不等間隔のトラックt1，t3，t5，t
7，に開口したスリットs1〜s4は、異なる幅w1,w2 …に
なって単位中心角当りの開口面積A11 ，A12 ，A13 ，A1
4 が等しくなるように構成されている。各スリットの中
心角は同一であるので、結局各スリットの開口面積A1，
A2，A3，A4は等しくなる。41，42，43，44は投光素子、
51，52，53，54は受光素子で、これらは各スリットs1〜
s4に対向して配置されている（図３参照）。In order to make the present invention easier to understand, the slits s
It is assumed that 1, s2, s3, s4 are provided to output signals with the same pulse width in different phases. Therefore, the slits s1 to s4 are formed at the same center angle θ along the tracks t1, t3, .... The tracks t1, t2, ... Are formed in concentric multiple annular shapes around the axis O on the disk surface of the slit disk 3 at unequal intervals. Then, fan-shaped slits s1 to s4 are provided on every other track t1, t3, t5, t7.
Is open. Unequally spaced tracks t1, t3, t5, t
The slits s1 to s4 opened in 7 have different widths w1, w2 ... And the opening areas A11, A12, A13, A1 per unit central angle.
4 are configured to be equal. Since the central angle of each slit is the same, the opening area A1,
A2, A3 and A4 are equal. 41, 42, 43 and 44 are light emitting elements,
Reference numerals 51, 52, 53, and 54 are light receiving elements, and these are slits s1 to
It is arranged to face s4 (see FIG. 3).
【００１６】その外の構成は、図４の従来のロータリエ
ンコーダ１と変わるところがないので、同一の符号を付
して説明を省略する。スリットs1およびs2の幅w1とw2の
算出方式を、図２を用いて次に説明する。スリットs1お
よびs2の開口面積A1およびA2は、それぞれ次式で示され
る。 A1＝（θ1 ／２）〔（ｒ11）2 −（ｒ12）2 〕 …(1) A2＝（θ2 ／２）〔（ｒ21）2 −（ｒ22）2 〕 …(2) ただし、θ1 ，θ2 ：スリットs1，s2の中心角…radian ｒ11，ｒ12：スリットs1の外側と内側の半径 ｒ21，ｒ22：スリットs2の外側と内側の半径Since the other structure is the same as that of the conventional rotary encoder 1 of FIG. 4, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted. A method of calculating the widths w1 and w2 of the slits s1 and s2 will be described below with reference to FIG. The opening areas A1 and A2 of the slits s1 and s2 are expressed by the following equations, respectively. A1 = (θ1 / 2) [(r11) 2 − (r12) 2 ] ... (1) A2 = (θ2 / 2) [(r21) 2 − (r22) 2 ] ... (2) where θ1 and θ2: Center angles of the slits s1 and s2 ... radian r11, r12: Radius of outside and inside of the slit s1 r21, r22: Radius of outside and inside of the slit s2
【００１７】さて、同一のパルス幅を持つ信号は、前述
の如く、スリットを透過した光束により発生する。スリ
ットの面積により通過する光束量が変化すると、信号へ
の影響が及ぶ。したがって、スリットの面積を同じにし
てやれば、光束量は同じになり、スリットによる信号へ
の影響を防止できる。スリットの面積が同じであること
並びに(1) と(2) 式並びにθ1 ＝θ2 から、スリットs1
およびs2の幅w1とw2を算出するための次の(3) 式が導か
れる。 （ｒ11）2 −（ｒ12）2 ＝（ｒ21）2 −（ｒ22）2 …(3) 上記(3) 式から、スリットs1およびs2の幅w1とw2が算出
されて、外周側の幅w1が狭くなり開口面積がA1＝A2に設
定されるようになっている。A signal having the same pulse width is generated by the light beam that has passed through the slit as described above. A change in the amount of light flux passing through depending on the area of the slit affects the signal. Therefore, if the areas of the slits are made the same, the luminous flux amount becomes the same, and the influence of the slits on the signal can be prevented. From the fact that the areas of the slits are the same, the equations (1) and (2), and θ1 = θ2, the slit s1
The following equation (3) for calculating the widths w1 and w2 of s2 and s2 is derived. (R11) 2 − (r12) 2 = (r21) 2 − (r22) 2 (3) From the above formula (3), the widths w1 and w2 of the slits s1 and s2 are calculated, and the width w1 on the outer peripheral side is calculated. It becomes narrower and the opening area is set to A1 = A2.
【００１８】次に、スリットs1，s2のパルス幅が異なっ
ている場合を考える。この場合、スリットs1，s2の中心
角θ1 ，θ2 は各々異なる（θ1 ≠θ2 ）。単位中心角
当りの開口面積に就いて考えてみる。 開口面積A1についての単位中心角当りの開口面積A11 ＝〔（θ1 ）／２〕〔（r11)2 −（r12)2 〕／θ1 ＝〔（r11)2 −（r12)2 〕／２ …(4) 開口面積A2についての単位中心角当りの開口面積A21 ＝〔（θ2 ）／２〕〔（r21)2 −（r22)2 〕／θ2 ＝〔（r21)2 −（r22)2 〕／２ …(5) したがって(3) より、A11 ＝A21 となり、いずれもパル
ス幅すなわち中心角θ1 ，θ2 とは独立しており、各ス
リットに就いての単位中心角当りの開口面積は等しくな
る。Next, consider the case where the pulse widths of the slits s1 and s2 are different. In this case, the central angles θ1 and θ2 of the slits s1 and s2 are different (θ1 ≠ θ2). Let us consider the opening area per unit central angle. Aperture area per unit central angle for aperture area A1 A11 = [(θ1) / 2] [(r11) 2 − (r12) 2 ] / θ1 = [(r11) 2 − (r12) 2 ] / 2… ( 4) Aperture area per unit central angle for aperture area A2 A21 = [(θ2) / 2] [(r21) 2 − (r22) 2 ] / θ2 = [(r21) 2 − (r22) 2 ] / 2 (5) Therefore, from (3), A11 = A21, both of which are independent of the pulse width, that is, the central angles θ1 and θ2, and the opening area per unit central angle for each slit is equal.
【００１９】(3) 式によりスリット幅の計算方法が求め
られたが、次に実際にこの式を使用し、スリット幅を求
める例を以下に示す。 １．一番外側のスリット幅の決定 この決定は、従来の技術により設計の時点で行われてい
る方法によりなされる。本発明とは無関係なので、説明
しない。ここで、ｒ11，ｒ12が決定されるので、w1＝ｒ
11−ｒ12が決まる。 ２．次に、ｒ21＜ｒ12の条件を満たし、かつスリット円
板の強度等を考慮した適切なｒ21を決定する。 ３．（ｒ11）2 −（ｒ12）2 ＝（ｒ21）2 −（ｒ22）2
より、ｒ22を求める。w2＝ｒ21−ｒ22が決定される。 ４．ｒ21をｒ11とし、又ｒ22をｒ12とし、上記２，３並
びに４を、必要とするスリットの分行う。 以上により、全てのスリット幅が決定される。The method of calculating the slit width was obtained by the equation (3). Next, an example of actually using this equation to obtain the slit width is shown below. 1. Determination of Outermost Slit Width This determination is made by conventional techniques at the time of design. It is irrelevant to the present invention and will not be described. Since r11 and r12 are determined here, w1 = r
11-r12 is decided. 2. Next, an appropriate r21 satisfying the condition of r21 <r12 and considering the strength of the slit disk and the like is determined. 3. (R11) 2 - (r12) 2 = (r21) 2 - (r22) 2
Then, r22 is obtained. w2 = r21-r22 is determined. 4. r21 is set to r11, r22 is set to r12, and the above steps 2, 3 and 4 are performed for the required slits. From the above, all slit widths are determined.
【００２０】このような構成の本発明のロータリーエン
コーダ１において、被検回転体が回転すると回転シャフ
ト２を介してスリット円板３が軸心Ｏを中心に一体に回
転する。投光素子41，42，43，44から投射された光は、
回転するスリット円板３のスリットs1，s2，s3，s4を透
過する。スリットs1，s2，s3，s4の透過光は、更に固定
スリット板４のスリットs11,s12,s13,s14 を透過し、反
対側に対向して配置された受光素子51，52，53，54に受
光される。固定スリット板４のスリットs1，s2，s3，s4
の幅は、各々スリット円板３の相当するスリットs1,s2,
s3,s4,の幅とほぼ同じでなければならない。In the rotary encoder 1 of the present invention having such a structure, when the rotating body to be tested rotates, the slit disk 3 integrally rotates about the axis O via the rotary shaft 2. The light projected from the light projecting elements 41, 42, 43, 44 is
The slits s1, s2, s3, s4 of the rotating slit disk 3 are transmitted. The transmitted light of the slits s1, s2, s3, s4 further passes through the slits s11, s12, s13, s14 of the fixed slit plate 4, and is transmitted to the light receiving elements 51, 52, 53, 54 arranged facing each other on the opposite side. Received light. Fixed slit plate 4 slits s1, s2, s3, s4
The widths of the slits s1, s2,
It should be almost the same width as s3, s4.
【００２１】そして、受光素子51，52，53，54に出力電
流が発生して、受光回路部分にて電圧変換後パルス整形
され回転シャフト２に連結された回転体の回転角度や回
転速度或いは絶対回転位置等が検出される。この場合、
スリットs1，s2，s3，s4の単位中心角当りの開口面積Ａ
11，Ａ12，Ａ13，Ａ14が均一になっているので、スリッ
トを通過する光束量が一定となりデューテイ比５０％の
波形を容易に得られるようになっている。Then, an output current is generated in the light receiving elements 51, 52, 53, 54, and the light receiving circuit portion performs voltage shaping after pulse conversion and the rotation angle or speed or absolute value of the rotating body connected to the rotating shaft 2 or absolute value. The rotational position and the like are detected. in this case,
Aperture area A per unit central angle of slits s1, s2, s3, s4
Since 11, A12, A13 and A14 are uniform, the amount of light flux passing through the slit is constant and a waveform with a duty ratio of 50% can be easily obtained.
【００２２】実施形態２ 図３は本発明の実施形態２の構成説明図である。この実
施形態２では、受光素子51〜54の前に固定スリット板４
が設けられている。固定スリット板４には、各受光素子
51〜54に対向して軸心Ｏを中心に形成した扇形のスリッ
トs1，s2，s3，s4が開口されている。この実施形態２で
も前述した(3) 式からスリット幅w1，w2，W3，w4が算出
されて、単位中心角当りの開口面積A11 ，A12 ，A13 ，
A14 がほぼ均一に設定されている。但し、固定スリット
板４はスリット円板３とは異なり一般的に円板状に形成
されていないし、その形態も様々で図４で示すような一
体型のものや、複数に分離したものがある。したがって
(3) 式のr11,r12,…は固定スリット板４には存在しない
が、固定スリット板４の各々のスリットに対応するスリ
ット円板３上のスリットの位置を準用する。Embodiment 2 FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the fixed slit plate 4 is provided in front of the light receiving elements 51 to 54.
Is provided. Each fixed light receiving element is provided on the fixed slit plate 4.
Fan-shaped slits s1, s2, s3, and s4 that are formed centering on the axis O facing 51 to 54 are opened. Also in the second embodiment, the slit widths w1, w2, W3, w4 are calculated from the above-mentioned equation (3), and the opening areas A11, A12, A13, per unit central angle,
A14 is set almost uniformly. However, unlike the slit disc 3, the fixed slit plate 4 is not generally formed in a disc shape, and its form is various, and there are an integrated type as shown in FIG. 4 and a plurality of separated types. . Therefore
Although r11, r12, ... Of equation (3) do not exist in the fixed slit plate 4, the positions of the slits on the slit disk 3 corresponding to the respective slits of the fixed slit plate 4 are applied correspondingly.
【００２３】実施形態２では、固定スリット板４に設け
られたスリットｓ11〜ｓ14の幅を決めており、スリット
ｓ11〜ｓ14に各々対応するスリット円板３のスリットの
幅は前記幅とほぼ同じに設ける必要がある。したがっ
て、実施形態２においても受光素子51〜54の出力レベル
が同一化し、図６(a) の所望の幅のパルス波形や図７
(a) のＣとｃのような波形特性の出力信号が発生され
る。よって、この実施形態２でも、デューテイ比５０％
の波形を容易に得られることには変わりがない。In the second embodiment, the widths of the slits s11 to s14 provided in the fixed slit plate 4 are determined, and the widths of the slits of the slit disk 3 corresponding to the slits s11 to s14 are substantially the same as the widths. It is necessary to provide. Therefore, also in the second embodiment, the output levels of the light receiving elements 51 to 54 are made the same, and the pulse waveform of the desired width of FIG.
An output signal having waveform characteristics such as C and c in (a) is generated. Therefore, also in the second embodiment, the duty ratio is 50%.
There is no change in that the waveform of can be easily obtained.
【００２４】なお、上述の本発明の実施形態では(3) 式
により２つのスリットの幅を算出する場合を例示して説
明したが、３個以上のスリットの場合にも本発明を適用
することができる。また、図面に同心円状のトラックを
形成したスリット円板を示したが、無トラックでもよ
く、要するに単位中心角当りの開口面積を等しく構成す
ればよい。さらに、特に説明をしていないが、本発明は
一定回転角度毎に矩形波信号を出力するインクリメンタ
ル・エンコーダ(incremental encoder) の外に、角度に
固有のビットコードを出力するアブソリュート・エンコ
ーダ（absoluteencoder)にも適用することができる。実
施形態１、実施形態２では、スリット円板３と固定スリ
ット板４との位置関係が、投光側よりスリット円板３、
固定スリット板４、受光部の順で配置されているが、投
光側より固定スリット板４、スリット円板３、受光部の
順で配置されてもよい。In the above-described embodiment of the present invention, the case where the widths of the two slits are calculated by the equation (3) has been described as an example, but the present invention can be applied to the case of three or more slits. You can Further, although the slit disk in which the concentric circular tracks are formed is shown in the drawing, it may be a trackless disk, that is, the opening areas per unit central angle may be equal. Further, although not particularly described, the present invention is an absolute encoder that outputs a bit code unique to an angle, in addition to an incremental encoder that outputs a rectangular wave signal at each constant rotation angle. Can also be applied to. In the first and second embodiments, the positional relationship between the slit disk 3 and the fixed slit plate 4 is such that the slit disk 3 is closer to the light projecting side than the slit disk 3,
Although the fixed slit plate 4 and the light receiving portion are arranged in this order, the fixed slit plate 4, the slit disc 3 and the light receiving portion may be arranged in this order from the light projecting side.
【００２５】[0025]
【発明の効果】この発明は、投光素子から投射した光を
スリット円板並びに固定スリット板に形成されたスリッ
トを透過させて、両スリットの透過光を受光素子で受光
してパルス信号を出力させるロータリエンコーダにおい
て、スリット円板のスリットの単位中心角当りの開口面
積を均一に形成したロータリエンコーダを構成した。According to the present invention, the light projected from the light projecting element is transmitted through the slits formed in the slit disk and the fixed slit plate, the light transmitted through both slits is received by the light receiving element, and a pulse signal is output. In this rotary encoder, a rotary encoder is formed in which the opening area per unit central angle of the slit of the slit disk is formed uniformly.
【００２６】また、この発明は、投光素子から投射した
光をスリット円板並びに固定スリット板に形成されたス
リットを透過させて、両スリットの透過光を受光素子で
受光してパルス信号を出力させるロータリエンコーダに
おいて、固定スリット板のスリットの単位中心角当りの
開口面積を均一に形成したロータリエンコーダを構成し
た。さらに、スリットの幅を下式から算出したロータリ
エンコーダを構成した。 （ｒ11）2 −（ｒ12）2 ＝（ｒ21）2 −（ｒ22）2 ＝…Further, according to the present invention, the light projected from the light projecting element is transmitted through the slits formed in the slit disk and the fixed slit plate, the transmitted light of both slits is received by the light receiving element, and a pulse signal is output. In this rotary encoder, a rotary encoder is formed in which the opening area per unit central angle of the slit of the fixed slit plate is formed uniformly. Further, a rotary encoder having the slit width calculated from the following formula was constructed. (R11) 2 - (r12) 2 = (r21) 2 - (r22) 2 = ...
【００２７】この結果、従来のように面倒なランプ光源
の光量分布の測定がなくなり、前記の算出式からスリッ
トの幅を簡単・かつ正確に算出して設定することができ
設計工数の削減ができた。また、デューテイ比５０％の
波形を容易に生成できるので組み立て時の作業が短時間
で工数が少なく面倒な操作を煩らわせることもない。よ
って、本発明によれば、設計が簡単で組立てが容易で、
しかも正確な出力信号が得られる高精度なロータリエン
コーダを提供することができる。As a result, it becomes unnecessary to measure the light quantity distribution of the lamp light source as in the conventional case, the width of the slit can be calculated easily and accurately from the above-mentioned calculation formula, and the number of design steps can be reduced. It was In addition, since a waveform with a duty ratio of 50% can be easily generated, the work during assembly is short, the number of steps is small, and the troublesome operation is not bothered. Therefore, according to the present invention, the design is simple, the assembly is easy,
Moreover, it is possible to provide a highly accurate rotary encoder that can obtain an accurate output signal.
【図１】この発明の実施形態１のスリット板の平面図で
ある。FIG. 1 is a plan view of a slit plate according to a first embodiment of the present invention.
【図２】この発明の実施形態１のトラック幅を設定する
ための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for setting a track width according to the first embodiment of the present invention.
【図３】この発明の実施形態２の構成を示す斜視図であ
る。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
【図４】従来のロータリエンコーダの構成を示す斜視図
である。FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a conventional rotary encoder.
【図５】図４のスリット板の平面図である。5 is a plan view of the slit plate of FIG. 4. FIG.
【図６】スリット板による出力波形を示す説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an output waveform from a slit plate.
【図７】スリット板による出力信号を示す説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an output signal from a slit plate.
【図８】従来の別のロータリエンコーダの構成を示す斜
視図である。FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of another conventional rotary encoder.
１ ロータリエンコーダ ２ 回転シャフト ３ スリット円板 ４ 固定スリット板 Ｏ 軸心 θ スリットの中心角 41，… 投光素子 51，… 受光素子 A1，… スリットの開口面積 ｒ11，… スリットの外側の半径 ｒ12，… スリットの内側の半径 s1，… スリット t1，… トラック w1，… スリットの幅 1 rotary encoder 2 rotary shaft 3 slit disc 4 fixed slit plate O axis center θ slit central angle 41, ... light emitting element 51, ... light receiving element A1, ... slit opening area r11, ... slit outer radius r12, … Slit inside radius s1,… slit t1,… track w1,… slit width
Claims (3)
並びに固定スリット板に形成されたスリットを透過させ
て、該両スリットの透過光を受光素子で受光してパルス
信号を出力させるロータリエンコーダにおいて、 前記スリット円板のスリットの単位中心角当りの開口面
積を均一に形成したことを特徴とするロータリエンコー
ダ。1. A rotary encoder in which light projected from a light projecting element is transmitted through slits formed in a slit disk and a fixed slit plate, and light transmitted through both slits is received by a light receiving element to output a pulse signal. In the rotary encoder, the opening area per unit central angle of the slit of the slit disk is formed uniformly.
並びに固定スリット板に形成されたスリットを透過させ
て、該両スリットの透過光を受光素子で受光してパルス
信号を出力させるロータリエンコーダにおいて、 前記固定スリット板のスリットの単位中心角当りの開口
面積を均一に形成したことを特徴とするロータリエンコ
ーダ。2. A rotary encoder in which light projected from a light projecting element is transmitted through a slit formed in a slit disk and a fixed slit plate, and light transmitted through both slits is received by a light receiving element and a pulse signal is output. In the rotary encoder, the opening area per unit central angle of the slit of the fixed slit plate is formed uniformly.
とを特徴とする請求項１または２に記載のロータリエン
コーダ。 （ｒ11）2 −（ｒ12）2 ＝（ｒ21）2 −（ｒ22）2 ＝… ただし、ｒ11，ｒ12、ｒ21，ｒ22…はスリットの外側と
内側の半径3. The rotary encoder according to claim 1, wherein the width of the slit is calculated from the following equation. (R11) 2 - (r12) 2 = (r21) 2 - (r22) 2 = ... However, r11, r12, r21, r22 ... the outer slits and the inner radius
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28620795A JPH09126814A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Rotary encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28620795A JPH09126814A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Rotary encoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126814A true JPH09126814A (en) | 1997-05-16 |
Family
ID=17701360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28620795A Pending JPH09126814A (en) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | Rotary encoder |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09126814A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999032854A1 (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Encoder |
| WO2003044465A3 (en) * | 2001-11-16 | 2003-11-20 | Trw Lucas Varity Electric | Angular position sensor |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP28620795A patent/JPH09126814A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999032854A1 (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Encoder |
| US6750445B1 (en) | 1997-12-19 | 2004-06-15 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Encoder |
| WO2003044465A3 (en) * | 2001-11-16 | 2003-11-20 | Trw Lucas Varity Electric | Angular position sensor |
| US7022975B2 (en) | 2001-11-16 | 2006-04-04 | Trw Lucasvarity Electric Steering Limited | Angular position sensor |
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