JPH09126814A - ロータリエンコーダ - Google Patents
ロータリエンコーダInfo
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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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- slit
- light
- slits
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、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
ーダを実現することを目的とする。 【解決手段】 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。
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
ーダを実現することを目的とする。 【解決手段】 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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 ＝…
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 ＝…
【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。
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。
【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）。
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）。
【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
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
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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 ＝…
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 ＝…
【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。
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。
【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。
ある。
【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。
ための説明図である。
【図３】この発明の実施形態２の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【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。
である。
【図５】図４のスリット板の平面図である。
【図６】スリット板による出力波形を示す説明図であ
る。
る。
【図７】スリット板による出力信号を示す説明図であ
る。
る。
【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。
視図である。
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
Claims (3)
- 【請求項１】 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、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。 - 【請求項２】 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、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。 - 【請求項３】 前記スリットの幅を下式から算出したこ
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
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28620795A JPH09126814A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | ロータリエンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28620795A JPH09126814A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | ロータリエンコーダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126814A true JPH09126814A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17701360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28620795A Pending JPH09126814A (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | ロータリエンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09126814A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999032854A1 (fr) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Codeur |
| WO2003044465A3 (en) * | 2001-11-16 | 2003-11-20 | Trw Lucas Varity Electric | Angular position sensor |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP28620795A patent/JPH09126814A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999032854A1 (fr) * | 1997-12-19 | 1999-07-01 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Codeur |
| 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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