JPS5965716A - 変位変換器 - Google Patents
変位変換器Info
- Publication number
- JPS5965716A JPS5965716A JP17685382A JP17685382A JPS5965716A JP S5965716 A JPS5965716 A JP S5965716A JP 17685382 A JP17685382 A JP 17685382A JP 17685382 A JP17685382 A JP 17685382A JP S5965716 A JPS5965716 A JP S5965716A
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- JP
- Japan
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- light
- piece
- light emitting
- cord
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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】
本発明は、変位変換器に関するものであって、詳しくは
、複数の透光部が形成されたコード板と、少なくとも2
個の透光部が形成されたコード片と、これらコード板と
コード片との亜なシ合う透光部を介して投受光を行う少
なくとも2個の発光、受光素子組とを含む光学形変位変
換器の改良に関するものであシ、比較的簡単な構成で高
速応答性。
、複数の透光部が形成されたコード板と、少なくとも2
個の透光部が形成されたコード片と、これらコード板と
コード片との亜なシ合う透光部を介して投受光を行う少
なくとも2個の発光、受光素子組とを含む光学形変位変
換器の改良に関するものであシ、比較的簡単な構成で高
速応答性。
高分解能を有する変位変換器を提供するものである。
仁のような変位変換器の一種に、円板の円周方向に泊っ
て等間隔に複数の透光部が形成されたコード体と、コー
ド体の透光部に対して位相が90度ずつずれて重なるよ
うに少なくとも2個の透光部が形成されコード体に対し
て相対的に回転可能に配置されたコード片と、これら重
なり合う透光部を介して投受光を行うようにコード片の
各透光部に対向固定配置された少なくとも2組の発光、
受光素子組を用いたロータリーエンコーダがある。
て等間隔に複数の透光部が形成されたコード体と、コー
ド体の透光部に対して位相が90度ずつずれて重なるよ
うに少なくとも2個の透光部が形成されコード体に対し
て相対的に回転可能に配置されたコード片と、これら重
なり合う透光部を介して投受光を行うようにコード片の
各透光部に対向固定配置された少なくとも2組の発光、
受光素子組を用いたロータリーエンコーダがある。
第1図は、このような装置の具体例を示す構成説明図で
あって、1はコード体、2はコード片、3は発光素子、
4は受光素子である。コード体1の円周方向には等間隔
に複数の透光部が形成されている。コード片2には、4
群の透光部群2□へ24がコード体1の透光部に対して
位相が901iずつずれて重なるようにして形成されて
いる。なお、コード片2の各透光部群2□〜24は、コ
ード体1の透光部と等しい間隔で形成された複数個(第
1図では3個)の透光部で構成されている。発光素子3
は、コード片2の各透光部群2□〜24全個別に照射す
るように4個設けられている。受光素子4は、コード片
2の各透光部群2□〜24及びコード体1の透光部を通
過する発光素子31〜34の出力光を個別に検出するよ
うに4個設けられている。ここで、コード体1とコード
片2は相対的に回転可能に配置され、コード片2と発光
素子3及び受光素子4はコード片2の各透光部群2□〜
24を介して対向するように固定配置されている。
あって、1はコード体、2はコード片、3は発光素子、
4は受光素子である。コード体1の円周方向には等間隔
に複数の透光部が形成されている。コード片2には、4
群の透光部群2□へ24がコード体1の透光部に対して
位相が901iずつずれて重なるようにして形成されて
いる。なお、コード片2の各透光部群2□〜24は、コ
ード体1の透光部と等しい間隔で形成された複数個(第
1図では3個)の透光部で構成されている。発光素子3
は、コード片2の各透光部群2□〜24全個別に照射す
るように4個設けられている。受光素子4は、コード片
2の各透光部群2□〜24及びコード体1の透光部を通
過する発光素子31〜34の出力光を個別に検出するよ
うに4個設けられている。ここで、コード体1とコード
片2は相対的に回転可能に配置され、コード片2と発光
素子3及び受光素子4はコード片2の各透光部群2□〜
24を介して対向するように固定配置されている。
ところで、vL来、このような装置を用いて回転量を検
出するのにあたっては、4個の発光素子3□〜3を同時
に点灯駆動して各受光素子4□〜44の出力信号を論理
回路でデジタル的に並列処理することが行われていた。
出するのにあたっては、4個の発光素子3□〜3を同時
に点灯駆動して各受光素子4□〜44の出力信号を論理
回路でデジタル的に並列処理することが行われていた。
しかし、このような従来の構成によれば、コード体1及
びコード片2に形成されている透光部の間隔よりも細か
い分解能を祠ることは困難であり、受光素子4の応答速
度よりも速い応答性を得ること(d困難である。
びコード片2に形成されている透光部の間隔よりも細か
い分解能を祠ることは困難であり、受光素子4の応答速
度よりも速い応答性を得ること(d困難である。
例えば、受光素子4として)づトトランジスタを用いた
、現在市販されているエンコーダでは応答周波数の上限
は約50 kHzであシ、1回転当たり1000パルス
を生じるようなコード体1及びコードことかできない。
、現在市販されているエンコーダでは応答周波数の上限
は約50 kHzであシ、1回転当たり1000パルス
を生じるようなコード体1及びコードことかできない。
また、小型のエンコーダで1回転当だり 500パルス
以上を生じるようなコード体1及びコード片2は高度の
加工技術が必要であり、高価になる。
以上を生じるようなコード体1及びコード片2は高度の
加工技術が必要であり、高価になる。
り出すと共に信号処理を工夫することにより実質的な分
解能及び応答性を高めたことを特徴とする。
解能及び応答性を高めたことを特徴とする。
以下、図面を用いて詳細に説明する。
第2図は、本発明の一実施例の要部を示す回路図であっ
て、第1図と同等部分には同一符号を付している。第2
図において、10はクロック発生器、11はカウンタ、
12けデコーダ、13はアンプ、14はバンドパスフィ
ルタである。カウンタ11はクロック発生器10の出力
パルスを計数するものであって、本実施例では4進カウ
ンタを用いる。デコーダ12はカウンタ11の計数値を
各発光素子31〜34を選択的に駆動するだめの信号に
変換するものでろって、カウンタ11の計数値に応じて
各発光素子31〜34が順次選択的に駆動されることK
なる。アンプ13は、受光素子41〜44の出力信号の
和を求めるものである。バンドパスフィルタ14は、ア
ンプ13の出力信号から基本波成分を抽出するものでろ
って、本実施例ではクロック発生器10の出力信号の周
波数の1/4を中心周波数とするものを用いている。
て、第1図と同等部分には同一符号を付している。第2
図において、10はクロック発生器、11はカウンタ、
12けデコーダ、13はアンプ、14はバンドパスフィ
ルタである。カウンタ11はクロック発生器10の出力
パルスを計数するものであって、本実施例では4進カウ
ンタを用いる。デコーダ12はカウンタ11の計数値を
各発光素子31〜34を選択的に駆動するだめの信号に
変換するものでろって、カウンタ11の計数値に応じて
各発光素子31〜34が順次選択的に駆動されることK
なる。アンプ13は、受光素子41〜44の出力信号の
和を求めるものである。バンドパスフィルタ14は、ア
ンプ13の出力信号から基本波成分を抽出するものでろ
って、本実施例ではクロック発生器10の出力信号の周
波数の1/4を中心周波数とするものを用いている。
頒3図は、第2図の各部の波形図であって、(a)はク
ロック発生器10の出力信号200波形、(b)〜(、
)は各発光素子3□〜34を選択的に駆動するだめのデ
コーダ12の出力信号211〜214の波形、(r)は
アンプ13の出力信号22の波形、ωはバンドパスフィ
ルタ14の出力信号23の波形である。第3図(b)〜
(e)から明らかなように1発光素子31〜34は順次
1個ずつ選択的に点灯駆動される。この結果、アンプ1
3の出力信号は、(f)に示すようにクロック発生器1
0の出力信号20の周波数で大きさが時系列的に階段状
に変化する階段波形となる。このような階段波信号22
をバンドパスフィルタ14に加えると、(g)に示すよ
うに基本波である正弦波信号23が得られる。
ロック発生器10の出力信号200波形、(b)〜(、
)は各発光素子3□〜34を選択的に駆動するだめのデ
コーダ12の出力信号211〜214の波形、(r)は
アンプ13の出力信号22の波形、ωはバンドパスフィ
ルタ14の出力信号23の波形である。第3図(b)〜
(e)から明らかなように1発光素子31〜34は順次
1個ずつ選択的に点灯駆動される。この結果、アンプ1
3の出力信号は、(f)に示すようにクロック発生器1
0の出力信号20の周波数で大きさが時系列的に階段状
に変化する階段波形となる。このような階段波信号22
をバンドパスフィルタ14に加えると、(g)に示すよ
うに基本波である正弦波信号23が得られる。
ここで、正弦波信号23に着目すると、発光素子3□〜
34の駆動信号21□〜214に対して位相差−を有し
ている。この位相差d ld、コード体1とコード片2
との相対的な回転角度に対応したものであって、コード
体1に形成された透光部の1間隔以内の回転角度を表わ
すことになる。すなわち、この位相差dを測定すること
により、コード体1に形成された透光部の1間隔以内の
回転角度を求めることができる。
34の駆動信号21□〜214に対して位相差−を有し
ている。この位相差d ld、コード体1とコード片2
との相対的な回転角度に対応したものであって、コード
体1に形成された透光部の1間隔以内の回転角度を表わ
すことになる。すなわち、この位相差dを測定すること
により、コード体1に形成された透光部の1間隔以内の
回転角度を求めることができる。
第4図は、このような位相差測定回路の一例を示す回路
図であって、30はパルス発生器、31は分周器、32
けカウンタ、33はコンパレータである。
図であって、30はパルス発生器、31は分周器、32
けカウンタ、33はコンパレータである。
パルス発生器30の出力信号は、分周器31を介してカ
ウンタ11に加えられると共に直接カウンタ32に加え
られる。カウンタ32は、カウンタ11の桁上げ信号に
よってパルス発生器30から加えられる出力信号の計数
を開始し、コンパレータ33がバンドパスフィルタ14
の出力信号23の零クロスを検出することによって計数
を停止する。ここで、分周器31の分周比を例えば10
00とすると、位相差φを1/1000の分解能で測定
することができ、回転角度を透光部の1間隔の1/10
00の分解能で求めることができる。
ウンタ11に加えられると共に直接カウンタ32に加え
られる。カウンタ32は、カウンタ11の桁上げ信号に
よってパルス発生器30から加えられる出力信号の計数
を開始し、コンパレータ33がバンドパスフィルタ14
の出力信号23の零クロスを検出することによって計数
を停止する。ここで、分周器31の分周比を例えば10
00とすると、位相差φを1/1000の分解能で測定
することができ、回転角度を透光部の1間隔の1/10
00の分解能で求めることができる。
第5図は、従来のロータリーエンコーダと同様なシリア
ルパルスと回転方向上カを得ることができる回路構成例
を示したものである。第5図において、40は位相比較
器、41は電圧周波数変換器、42はカウンタ、43は
方向性検波器である。位相比較540にはバンドパスフ
ィルタ14の出力信号とカウンタ42の出力信号とが加
えられ、両信号の位相差に応じた電圧を電圧周波θ変換
器41に送出する。
ルパルスと回転方向上カを得ることができる回路構成例
を示したものである。第5図において、40は位相比較
器、41は電圧周波数変換器、42はカウンタ、43は
方向性検波器である。位相比較540にはバンドパスフ
ィルタ14の出力信号とカウンタ42の出力信号とが加
えられ、両信号の位相差に応じた電圧を電圧周波θ変換
器41に送出する。
電圧周波数変換器41け加えられる電圧に対応して周波
数が変化する信号を発生するものであり、その出力信号
はカウンタ42に加えられると共に方向性検波器43に
加えられる。すなわち、位相比較器40、電圧周波数変
換器41及びカラ/り42は位相制御発振回路を構成し
ている。ここで、カウンタ42の分周比を分周器31の
分周比と同じ値(例えば1/1000 )にすると、を
圧周波数変換器41からはバンドパスフィルタ14の出
力信号の1000倍の周波数の信号が送出されることに
なる。方向性検波器43は、パルス発生器30の出力信
号と電圧周波数変換器41の出力信号との周波数の差を
求めてシリアルパルスとして送出すると共に、両信号の
大小関係を求めて回転方向出力信号を送出する機能を有
するものである。このような回路構成によれば、従来の
ロータリーエンコーダに比べて、分解能及び応答性の高
い装置が実現できる。
数が変化する信号を発生するものであり、その出力信号
はカウンタ42に加えられると共に方向性検波器43に
加えられる。すなわち、位相比較器40、電圧周波数変
換器41及びカラ/り42は位相制御発振回路を構成し
ている。ここで、カウンタ42の分周比を分周器31の
分周比と同じ値(例えば1/1000 )にすると、を
圧周波数変換器41からはバンドパスフィルタ14の出
力信号の1000倍の周波数の信号が送出されることに
なる。方向性検波器43は、パルス発生器30の出力信
号と電圧周波数変換器41の出力信号との周波数の差を
求めてシリアルパルスとして送出すると共に、両信号の
大小関係を求めて回転方向出力信号を送出する機能を有
するものである。このような回路構成によれば、従来の
ロータリーエンコーダに比べて、分解能及び応答性の高
い装置が実現できる。
なお、上記実施例では、発光素子を順次選択的に駆動し
て時系列出力信号を得る例を説明したが、発光素子を連
続点灯しておいて受光素子の出力信号を順次選択的に切
シ換えて時系列出力信号を得るようにしてもよい。
て時系列出力信号を得る例を説明したが、発光素子を連
続点灯しておいて受光素子の出力信号を順次選択的に切
シ換えて時系列出力信号を得るようにしてもよい。
また、上記実施例では、発光、受光素子組を4組用いる
例について説明したが、3組以上であればよい。また、
2組の出力信号の位相を90度ずらせ、各出力信号を平
均値に対して反転させるようにして残りの2組に相当す
る出力信号を得る構成にすることにより、2組の発光、
受光素子組で4組と同様の測定を行うことができる。
例について説明したが、3組以上であればよい。また、
2組の出力信号の位相を90度ずらせ、各出力信号を平
均値に対して反転させるようにして残りの2組に相当す
る出力信号を得る構成にすることにより、2組の発光、
受光素子組で4組と同様の測定を行うことができる。
また、上記実施例では、ロータリーエンコータの例につ
いて説明したが、直線変位形にも適用できるものである
。
いて説明したが、直線変位形にも適用できるものである
。
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な構
成で、高分解能、高速応答性を有する変位変換器が実現
でき、各種のサーボ機構の変位変換器として好適である
。
成で、高分解能、高速応答性を有する変位変換器が実現
でき、各種のサーボ機構の変位変換器として好適である
。
第1図は本発明で用いるロータリーエンコーダの機構例
を示すイP゛成説明図、第2図は本発明の一実施例の要
部を示す回路図、第3図は第2図の各部の波形図、第4
図は本発明で用いる位相差測定回路の一例を示す回路図
、第5図は本発明で用いる仙の信号処理回路の一例を示
す回路図である。 1・・・コード体、2・・・コード片、3・・・発光素
子、4・・・受光素子、10・・・クロック発生器、1
1・・・カウンタ、12・・・デコーダ、13・・・ア
ンプ、14・・・バンドパスフィ々り、30・・・パル
ス発生器、31・・・分周器、32・・・カウンタ、3
3・・・コンパレータ、40・・・位相比較器、41・
・・電圧周波数変換器、42・・・カウンタ、43・・
・方向性検波器。
を示すイP゛成説明図、第2図は本発明の一実施例の要
部を示す回路図、第3図は第2図の各部の波形図、第4
図は本発明で用いる位相差測定回路の一例を示す回路図
、第5図は本発明で用いる仙の信号処理回路の一例を示
す回路図である。 1・・・コード体、2・・・コード片、3・・・発光素
子、4・・・受光素子、10・・・クロック発生器、1
1・・・カウンタ、12・・・デコーダ、13・・・ア
ンプ、14・・・バンドパスフィ々り、30・・・パル
ス発生器、31・・・分周器、32・・・カウンタ、3
3・・・コンパレータ、40・・・位相比較器、41・
・・電圧周波数変換器、42・・・カウンタ、43・・
・方向性検波器。
Claims (1)
- 一次元方向に等間隔に複数の透光部が配列形成されたコ
ード体と、コード体の透光部に対して位相が90度ずつ
ずれて重なるように少なくとも2個の透光部が形成され
コード体に対して相対的に変位可能に配置さねたコード
片と、これら重なり合う透光部を介して投受光を行うよ
うにコード片の各透光部に対向固定配置でれた少なくと
も2組の発光、受光素子組と、これら発光、受光素子組
から時系列出力信号を取シ出す切換手段と、これら受光
素子の和の出力信号から基本波成分を抽出するバンドパ
スフィルタと、発光素子の駆動信号とバンドパスフィル
タの出力信号の位相差に基づいてコード体とコード片と
の相対的な変位部を求める位相測定手段とからなる変位
変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17685382A JPS5965716A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 変位変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17685382A JPS5965716A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 変位変換器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5965716A true JPS5965716A (ja) | 1984-04-14 |
JPS6319007B2 JPS6319007B2 (ja) | 1988-04-21 |
Family
ID=16020971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17685382A Granted JPS5965716A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 変位変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5965716A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5694216A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-30 | Zeiss Jena Veb Carl | Carrier frequency scanning and interporation device |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP17685382A patent/JPS5965716A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5694216A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-30 | Zeiss Jena Veb Carl | Carrier frequency scanning and interporation device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6319007B2 (ja) | 1988-04-21 |
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