JPS61120226A

JPS61120226A - エンコ−ダ装置

Info

Publication number: JPS61120226A
Application number: JP59241445A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Takahashi; 和久高橋; Kazuhiro Mishina; 三品　一博
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-06-07

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、計測制御などの分野において、被検出体の回
転位置の検出などに用いられるエンコーダ装置に関する
。

背景技術たとえば回転軸の回転位置など全検出するために用いら
れるエンコーダ装置は、基本的には回転角の増加分のみ
を検出するインクリメントタイプと、回転軸に設けられ
几たとえば回転円盤に付された絶対番地を検出できるア
ブソリュートタイプの２種類に分類できる。

第６図は、先行技術のアブソリュートタイプのエンコー
ダ装置１の回転板体２付近の断面図である。円盤状の回
転板体２Ｊ／ｉ、回転軸３に、回転軸３の軸線方向とは
垂直にとりつけられ、保持部材４で固定・保持されあ。

回転軸３は、軸受５ａ。

５ｂ（総称する参照符ｖｉ−５とする）によって「口１
転自在に支持される。回転版体２には、その周方向に沿
って一つま念は複数の舅１スワン）６ａ、６ｂ（＃；称
する参照打金６とする）が設けられる。

回転Ｊｌｌ］３の軸線方向に沿った第１スリツト６ａ。

６ｂと対応する位置に、Ｍ２スリツ）７ａ、７ｂ（総称
する参照符を７とする）を有する固定板体８が配置され
る。発光素子９ａ、９ｂ（化称する参照符を９とする）
と受光素子１０ａ、１０ｂ（総称する参照符を１０とす
る）とは、前記第１、輿２スリット６．７が予め定める
位置関係になったとき、これらの第１、第２スリツト６
．７を介して光の授光全行なえる位置に配置される。

上述のような構成を有するエンコーダ装置１は、その回
転位置の絶対番地を検出するために、回転板体２の第１
スリツト６の配置が２進化１０進法または２進法に従っ
て配着される。念とえげ第６図においては、第１スリツ
ト６の配置状態が２つの同心円をなすように配置される
。し念がって各同心円（第６図の場合は２本）に対応し
て、それぞれ発光素子９と受光素子１０とが配置される
。

すなわち第６図の場合には、２個づつの発光素子９、受
光素子１０が必要になる。

発光素子９からの光は、この光の放射方向に回転板体２
の第１スリツト６が位置したとき、この第１スリツト６
および固定板体８の第２スリツト７を通過して、受光素
子１０によって受光される。

ここで前記回転板体２の第１スリツト６の周方向に沿う
配置状態は、（ロ）転叛体２の一半径線上の一組の第１
スリン）６ａ　、６ｂが、前述した２進化１０進法など
による一番地の表示を行なうようにし、このような第１
スリット６ａ、６ｂｉ周方向に順次配置する。このとき
受光素子１０の受光状態を検出することによって、回転
板体２の回転位置ンこ関する絶対番地全検出することが
できる。

上述のような先行技術においては、回転位置の検出精度
を向上しようとすると回転板体２の第１スリツト６の数
、および固定板体８のＷＬ２スリット７の数全増加しな
ければならない。しｔがって発光素子１０および受光素
子１０の数も増加しなければならない。その結果、エン
コーダ装＃、１が大形化してしまうという問題点があっ
た。

発明が解決しようとする問題点本発明は上述の問題点上解決し、構成力；むやみと大形
化することなく、回転位置に関する検出精度を向上する
ことのできるエンコーダ装置を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段本発明は、複数の第１光通過領域金有する第１グレ、−
トと、第２光通過領域金有する第２グレートと、第１、第２光
通過領域を通過する光を放射する光源と、光源からの光を受光し、受光量に対応したレベルを有す
る信号全導出する処理回路とを含み、第２プレートと光
源と受光素子とは、相互に国定されて一体的に構成され
、第１、第２プレートは、相互に移動され、前記第１光通
過領域は、光が通過する方向とけ交差する方向に従って
形成されていることを特徴とするエンコーダ装置である
。

作　　用複数の＄１光通過領域を有する早１プレートと、第２光
°通過領域を有する第２プレートとを設ける。

また光源と受光素子とを設ける。第１、第２プレートが
相互に移動され、予め定められる位置関係になったとき
、これらの第１、第２光通過領域を元勇からの光が通過
して、この光は受光素子に受光される。ここで第１光通
過領域が形成される用１プレートの前記一表面は、光量
と受光素子間で授受される光の光軸と９０度以外の角度
で交差するようにされている。すなわち光が通過する第
１光通過領域の移動に関連して、受光素子で受光される
光量が変化する。受光素子は、受光する光量に対応しｔ
レベルの信号を導出するので、光量の変化に対応して信
号レベルも変化する。この信号レベルの変化を処理回路
で処理する。

実施例第１図は、本発明の一実施例のエンコーダ装置２０の一
部分の断面図である。第１図ケ参照して、エンコーダ装
置ｔ２０の構成を説明する。第１プレートである回転板
体２１は、回転位置を検出されるべき回転軸２２に、保
持部材２３を介して固定される。この回転板体２１には
、第１光通過領域である第１スリツト２４が周方向に沼
って複数形成でれる。

また前記回転板体２１と予め定められる位置関係になる
ように、第２プレートである固定板体２５が設けられる
。固定板体２５には、第２光通過領域である第２スリツ
ト２６が形成される。また前記第１スリツト２４と第２
スリツト２６とが予め定める位置関係になったとき、光
の授受を行なうことができる位置に発光素子２７と受光
素子２８とが設けられる。ここで第１スリツト２４の図
心位置と＠２スリット２６の図心位置との距ａｔｄとす
る。回転軸２２は、軸受２２ａ、２２ｂによって、回転
自在に支持される。

第２図社、第１図で示し几構成を含むエンコーダ装置２
０の簡略化したブロック図である。第２図金剛いて、エ
ンコーダ装置２０の構成を説明する。受光素子２８から
の信号は、増幅回路２９で増幅される。増幅回路２９か
らの出力は、フィルタ回路３０およびスライス回路３１
に導出される。

フィルタ回路３０およびスライス回路３１では、後述さ
れるような信号処理を行ない、それぞれから導出された
信号は位置検出回路３２に与えられる。ま次フィルタ回
路３０から導出され比信号は、後述されるような動作を
行なう勾配検出回路３３に与えられ、勾配検出回路３３
からの出力は位置検出回路３２に与えられる。

位置検出回路３２からの出力は、演算回路３４に与えら
れる。演算回路３４は入力回路３５から与えられｔ信号
内容と位置検出回路３２からの信号内容と比較するなど
の演算処理を行なう。この演算結果に対応する信号が、
制御回路３６に導出され、制御回路３６はモータ駆動回
路３７ｔｌ−介して、回転軸２２を回転駆動するモータ
３８の駆動状態を制御する。

第３（９）は、第１囚で示されるエンコーダ装ｆＩｔ２
０の作動状態を説明するためのグラフであり、縦軸は受
光素子２８の受光量、横軸は間隔ｄの値である。第１図
および＠３図を参照して、エンコーダ装［２０の作動状
態全説明する。第１図に関する説明で述べた回転板体２
１は、回転軸２２の軸線方向に関して斜めに交差する方
向にとりつけられる。したがって回転板体２１は、たと
えば１００度回転すると第１図の仮想＠１１で示される
位置に変位する。

第３図のライン１２は、第１図において第１スリツト２
４と第２スリツト２６とが、発光素子２７からの光が通
過できるような位置関係のとき、この位置関係のままで
前記間隔ｄＱ変化したときの受光素子２８の受光量の変
化を表わす。第３図のライン１３は、第１スリツト２４
と纂２スリット２６とが、発光素子２７からの光が連光
される位置関係のとき、この位置関係のままで前記間隔
ｄｉ変化したときの受光素子２８の受光量の変化を表わ
す。すなわち第１スリツト２４と第２スリツト２６との
位置関係が、発光素子２７からの光音通過する状態のと
き、前記間隔ｄｉ増大させると第１スリツト２４を通過
して第２スリツト２６方向に向かう光が、たとえば分散
および回折などによって影響を受け、簗２スリット２６
を介して受光素°子２８に入射する光の光量が塘少する
ことになる。

まｔ第１スリット２４および第２スリツト２６の位置関
係が、発光素子２７からの光ｔａ光する状態のとき、前
記間隔ｄｉ増大すると前述し九ような光の分散および回
折などによって、第２スリツト２６に入る光の光量がし
だいに増大することになる。

第４因は、第１図の受光素子２８で得られる受光量の時
間的変化を説明するための図である。鷹１（９）、第３
図および第４図を参照して、受光素子２８のこの受光量
の変化状態全説明する。第１図を参照して、前述し念よ
うに回転板体２１は、回転軸２２の軸線方向とは交差す
る方向に敗り付けられている。し友がって回転軸２２が
回転駆動されるとき、前記間隔ｄは周期的に変化するこ
とになる。この間隔ｄの変位に対応して、受光素子２８
で受光される光量は、第３図のラインＩ！２．ｅ３で示
される変化を行なうので、前記間隔ｄが回転軸２２の回
転にともなって周期的に変化する場合、受光素子２８で
得られる受光量は、第４図の仮想線７？４　、　ｌ！ｓ
ｆｅ包絡線とするようなライン１６の変位を行なう。こ
こで期間Ｌ１が、第１（９）の回転板体２１の一回転に
対応する。

第５図は、第２図で示されるエンコーダ装＃、２０の作
動状態′！ｉｌ−説明するための図である。第５図１４
１のライン７！＋７は、第２図のフィルタ回路３０の出
力信号のレベル変化を示す。ま次第５図（２）のライン
１８のパルス信号は、第２図のスライス回路３１の出力
信号を示す。第２図、第４図および第５図１４１してエ
ンコーダ装＠２０の作動状態を説明する。第２図金参照
して、受光素子２８では第４図で説明したようなレベル
の変位を行なう光が受光され、この受光量の変化に対応
したレベル変化を行なう信号を増幅回路２９で増幅して
、フィルタ回路３０およびスライス回路３１に導出する
０フィルタ回路３０では、第４図のライン１６で示される
信号から第４図の念とえは１４で示される変化を行なう
信号全抽出する。まｔスライス回路３１そは、第４（９
）のライン／６で示される信号が、予め定めるレベル全
類えたときに、１つのパルス信号を導出するよう【する
。したがってスライス回路３１からは、第５図（２）の
ライン１８で示されるようなパルス信号列が得られる。

ここでパルス信号ＰＩ、Ｐ２は、第２図のたとえば第１
スリツト２４　ａ　、２４　ｂに対応する。上述のよう
なフィルタ回路３０およびスライス回路３１からの出力
は、それぞれ位置検出回路３２に与えられる。

またフィルタ回路３０からの出力は、勾配検出回路３３
に与えられる。勾配検出回路３３は、第５図（２）のた
とえばパルス信号Ｐｋに対応する早５図ｔｌ＋のライン
１７の位置Ａ１における勾配全検出する。

上述のような作動状態を有する勾配検出回路３３からの
出力は、第２図の位置検出回路３２に出力される。位置
検出（ロ）路３２においては、竿５図（２）のたとえば
パルス信号Ｐ　ｋ、が第２図のｆｊＩ！Ｊ１スリット２
４ａ１２４ｂ、・・・のうち、どのｉｌスリットに対応
するがの位置検出を行なう。以下に位置検出作動状態全
説明する。まずＭ５図（２）のパルス信号列のたとえば
パルス信号Ｐｋに対応する第５図１４１のライン１７の
レベルが検出される。このとｆｉ再５１Ｗｆ１１ノ期間
Ｌ　２７）Ｋ、ｗＪ２図の回転板体２１の一回転に対応
する。したがって期間Ｌ２内において同一レベルを有す
る相互に異なる２点Ａｔ。

Ａ２が存在することになる。し７？、がってライン１７
で示されるフィルタ回路３０からの出力のレベルに関し
て、同一レベルのパルス信号たとえばＰｋ、Ｐｊが検出
されることになる。

一方、第２図の勾配検出回路３３からは、上述したよう
に第５図１１）の位ｆｔＡ１．Ａ２におけるライン１７
の勾配に対応する信号が、位置検出回路３２に与えられ
る。位置検出回路３２は、この勾配検出回路３３からの
信号によって、第５図（＋１の位ｆｌＡ１．Ａ２’を区
別して検出することができる。

したがって第５図（２）の前述したパルス信号Ｐｋ。

Ｐｊｔ区別して検出することができる。

このようにして位置検出回路３２は、たとえば第５図ｆ
ｌ）の期間Ｌ２で示される第２図の回転板体２１０″一
回転期間内において、第５図（２）のパルス信号列の１
つのパルスが、第２図の回転板体２１の複数の第１スリ
ツト２４のいずれに相当するかを検出することができる
。

上述の実施例において、エンコーダ装置２０の第１スリ
ツト２４および第２スリツト２６を通過する信号は光信
号であり、また第１プレートとして回転板体２１金含ん
で構成されるエンコーダ装置２０として説明したが、本
発明はこのようなエンコーダ装置２０に限らず、たとえ
ば第１プレートが平行移動されるような構成金有するエ
ンコーダ装置に関連して広〈実施されることができる。

効果上述のように本発明に従えば、複数の第１光通過領域を
有する第１プレートと８ｇ２光通過領域に有する第２プ
レートとを設け、この第１光通鍋領域は、光が通過する
方向とは交差する方向に従って形成されるようにし念。

したがって光が通過する第１光通過領域の移動に関連し
て、受光素子で受光される光量が変化する。受光素子は
、受光する光量に対応したレベルの信号？導出し、この
信号が与えられる処理回路で、この信号を処理するよう
にした。したがってＳ成金むやみに大形にすることなく
、複数の第１光通過領域の鷹１プレートにおける各位ｆ
全個別的に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエンコーダ装置２０の回転
板体２１付近の簡略化した断面図、第２図はエンコーダ
装置２０の簡略化したブロック図、第３図はエンコーダ
装＃２０の受光素子２８の受光素の変化の原理ｔ−説明
するｔめの図、第４図は受光素子２８の受光量の変化を
示す図、第５図はフィルタ回路３０．スライス回路３１
、勾配検出回路３３および位置検出回路３２の作初状態
全説明するための図、第６図は先行技術のエンコーダ装
置Ｗ１の回転板体２付近の簡略化しｔ断面図である０２０・・・エンコーダ装置、２１・・・回転板体、２４
・・・第１スリント、２５・・・固定板体、２６・・・
第２スリツト、２７・・・発光素子、２８・・・受光素
子、３０・・・フィルタ回路、３１・・・スライス回路
、３２・・・位置検出回路、３３・・・勾配検出回路第１図間隔ｄの変位量第４図第６図／−″１

Claims

【特許請求の範囲】複数の第１光通過領域を一表面上に有する第１プレート
と、第２光通過領域を有する第２プレートと、第１、第２光通過領域を通過する光を放射する光源と、光源からの光を受光し、受光量に対応したレベルを有す
る信号を導出する処理回路とを含み、第２プレートと光
源と受光素子とは、相互に固定されて一体的に構成され
、第１および第２プレートは、相互に移動され、前記第１
光通過領域が形成される第１プレートの前記一表面は、
光源と受光素子間で授受される光の光軸と９０度以外の
角度で交差するようにされていることを特徴とするエン
コーダ装置。