JPS63250521A - Pulse encoder - Google Patents
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- Optical Transform (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、パルスエンコーダ、特に絶対値（アブソリュ
ート）形パルスエンコーダに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a pulse encoder, and particularly to an absolute pulse encoder.
ＮＣ工作機械等における工作物の位置、あるいはモータ
のロータやフロッピーディスク等の回転位置を検出する
ためにパルスエンコーダが用いられる。パルスエンコー
ダには、モータの回転軸に取付けられてモータの回転と
供に回転する回転スリット板を有するロータリエンコー
ダや、移動する物体に沿って設けられたスリットを通過
する光を、該物体と共に移動する光学系によって検出す
るリニアエンコーダ等がある。A pulse encoder is used to detect the position of a workpiece in an NC machine tool or the like, or the rotational position of a motor rotor, floppy disk, etc. Pulse encoders include rotary encoders that have a rotating slit plate that is attached to the rotating shaft of a motor and rotates with the rotation of the motor, and rotary encoders that have a rotary slit plate that is attached to the rotating shaft of a motor and that rotates with the rotation of the motor. There are linear encoders and the like that detect using optical systems.
さらに、パルス千ンコーダの出力形式には対象物の移動
をインクリメンタルなパルスとして出力するものと、対
象物の位置の絶対値を示すものとがある。本発明はその
ような、対象物の位置の絶対値を検出するパルスエンコ
ーダに関する。Furthermore, the output formats of pulse encoders include one that outputs the movement of an object as an incremental pulse, and one that shows the absolute value of the object's position. The present invention relates to such a pulse encoder that detects the absolute value of the position of an object.
例えば、ＮＣ工作機械等に用いる同期式サーボモータに
おいてはモータ始動時および回転時におけるロータの絶
対位置を知る必要がある。モータにおいてはロータとヨ
ークとの相対的な位置関係によって力率が異なる。特に
サーボモータは一般に重量物に接続されていることが多
いため、大きなトルクを必要とする。ＮＣ工作機械等に
用いられる同期式サーボモータにおいては、モータ始動
時および回転時においてロータの絶対位置を検出し、検
出したロータの位置から演算により、その位置における
力率、そして、始動時および回転時に必要な駆動電流の
位相を求め、これをモータに供給する。For example, in a synchronous servo motor used in an NC machine tool or the like, it is necessary to know the absolute position of the rotor when the motor starts and rotates. In a motor, the power factor differs depending on the relative positional relationship between the rotor and the yoke. In particular, servo motors require large torque because they are often connected to heavy objects. In synchronous servo motors used in NC machine tools, etc., the absolute position of the rotor is detected when the motor starts and rotates, and calculations are performed from the detected rotor position to determine the power factor at that position, and the power factor at the time of startup and rotation. At the same time, the phase of the drive current required is determined and supplied to the motor.
第９Ａ図は上記のような同期式サーボモータのロータの
絶対位置検出のために従来用いられていたパルスエンコ
ーダにおける回転スリット板の構成を示すものである。FIG. 9A shows the configuration of a rotating slit plate in a pulse encoder conventionally used for detecting the absolute position of the rotor of a synchronous servo motor as described above.
パルスエンコーダにおいては、発光源および受光部が第
９Ａ図のような回転スリット板のスリットが存在する部
分を挟んで対向して固定されており、回転スリット板は
測定対象物（サーボモータの場合はロータ）の回転と共
に回転軸６を中心に回転し、受光部が、発光源からスリ
ットを通過して来る光を検出することにより、ロータの
角度（位置）に対応する回転スリット板の角度において
スリットが有する、ロータの角度に関する情報を読み取
る。In a pulse encoder, a light emitting source and a light receiving part are fixed facing each other across the slit part of a rotating slit plate as shown in Fig. 9A, and the rotating slit plate is connected to the object to be measured (in the case of a servo motor). The light receiving unit detects the light passing through the slit from the light emitting source, and the slit is opened at the angle of the rotating slit plate corresponding to the angle (position) of the rotor. Reads the information about the rotor angle that it has.
第９Ａ図において、回転スリット板の最も外周側にＡ、
Ｂで示されている部分は、インクリメンタルなパルスエ
ンコーダ出力の人相、Ｂ相信号を出力させるためのもの
である。Ａ相、Ｂ相信号は、速度フィードバック制御、
およびワークの位置フィードバック制御のために用いら
れる。また、Ｚで示されるスリットは１回転軸号を出力
させるためのものである。ＮＣ工作機械等に用いられる
サーボモータにおいては、始動時に上記１回転軸号を検
出する位置までロータが回転され、この位置でＮＣ（数
値制御）装置が初期化される（原点後ｌ１ｆｉｔ）。In FIG. 9A, A is placed on the outermost side of the rotating slit plate.
The part indicated by B is for outputting the human phase and B phase signals of the incremental pulse encoder output. A phase and B phase signals are speed feedback control,
and used for workpiece position feedback control. Furthermore, the slit indicated by Z is for outputting one rotation axis number. In a servo motor used in an NC machine tool or the like, the rotor is rotated to a position where the first rotation axis number is detected at the time of startup, and an NC (numerical control) device is initialized at this position (l1fit after the origin).
第９Ｂ図は第９Ａ図の回転スリット板のスリットのうち
の絶対値検出に関わる部分を拡大した図である。Ｓｌ、
Ｓ２．Ｓ３およびＳ４で示されるスリットはロータの角
度（位置）の絶対値を示す符号パターンであり、ＳＲは
発光源の経年劣化や電源電圧の変動等による発光強度の
変動に対応するために常時発光強度レベルを監視してい
る参照スリットであって他にスリットが存在する角度範
囲全てにわたって一定の幅を有するものである。FIG. 9B is an enlarged view of a portion of the slit of the rotating slit plate in FIG. 9A that is related to absolute value detection. Sl,
S2. The slits indicated by S3 and S4 are code patterns indicating the absolute value of the angle (position) of the rotor, and SR is a constant luminescence intensity in order to cope with fluctuations in luminescence intensity due to aging deterioration of the light source, fluctuations in power supply voltage, etc. The reference slit for monitoring the level has a constant width over the entire angular range in which other slits exist.
第９Ａ図の回転スリット板は９０゛対称となっているが
、この例は８極モータにおけるロータのヨークに対する
位置を求めるためのものであるからである。４つのスリ
ットＳｌ、Ｓ２．Ｓ３およびＳ４の有無の組合せにより
、９０”の区間がそれぞれ１６分割されている。The rotating slit plate in FIG. 9A is 90° symmetrical because this example is for determining the position of the rotor with respect to the yoke in an 8-pole motor. Four slits Sl, S2. The 90'' section is divided into 16 sections depending on the combination of presence/absence of S3 and S4.
第１０図は上記のスワン）Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３およびＳ４
の各々を通過した光を検出する受光部の出力レベルＶｓ
＋ ＊ Ｖｓｚ ｒ ＶｓｓおよびＶＳ４を示すもので
ある。ＶＳＩＩで示される破線のレベルは、前述の参照
スリットＳＲを通過した光を受光する受光部の出力レベ
ルである。Figure 10 shows the above Swan) Sl, S2. S3 and S4
The output level Vs of the light receiving section that detects the light that has passed through each of the
+ * Vsz r Vss and VS4 are shown. The level of the broken line indicated by VSII is the output level of the light receiving section that receives the light that has passed through the reference slit SR.
第１１図は第９Ａ図の回転スリット板を用いるパルスエ
ンコーダに接続される出力回路の構成例を示す図である
。第１１図に示されるように、前述の参照スワン１−３
Ｒを通過した光による受光部出力ＶＳａに基ずいて適当
な基準電圧が取り出され、受光部の出力Ｖ ｓ＋ 、Ｖ
９２ ＊ ■ｉｆｆ ＊ ■１４の各々は、上記基準
電圧と比較されて、ＴＴＬレベルの信号に変換され、４
ビツトのディジタル信号Ｄ１．ＤＩＤ３およびＤ４が得
られる。FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an output circuit connected to the pulse encoder using the rotary slit plate of FIG. 9A. As shown in FIG. 11, the aforementioned reference swan 1-3
An appropriate reference voltage is extracted based on the light receiving unit output VSa due to the light that has passed through R, and the light receiving unit outputs V s+ , V
92 * ■iff * ■ Each of 14 is compared with the above reference voltage and converted to a TTL level signal,
Bit digital signal D1. DID3 and D4 are obtained.
前述のように、従来のパルスエンコーダにおいては、回
転の位置の絶対値を、ディジタル符号に対応するパター
ンのスリットを用いて検出している。そのため、例えば
、絶対値を検出したい区間を前述のように１６分割すれ
ば、４ビツトのディジタル情報を取り出すためには、４
条のスリット、および各スリットの通過光を検出するた
めの受光部を含む４系統の光学系が必要となり、さらに
、これら各受光部からの信号を外部に、例えば光ケーブ
ルにより取り出すために４本の光フアイバ線路が必要と
なる。もちろん、前記参照スリットに対応する光学系と
光フアイバ線路も必要である。As described above, in the conventional pulse encoder, the absolute value of the rotational position is detected using a slit pattern corresponding to a digital code. Therefore, for example, if you divide the interval in which you want to detect the absolute value into 16 parts as described above, in order to extract 4 bits of digital information, you need 4 bits of data.
Four optical systems are required, including a strip of slits and a light receiving section for detecting the light passing through each slit, and four optical systems are required to extract the signals from each of these light receiving sections to the outside, for example, by using an optical cable. An optical fiber line is required. Of course, an optical system and optical fiber line corresponding to the reference slit are also required.
さらに、より精度の高い絶対値検出のために１．より分
割数を増せば、例えば、１０２４分割とするためには、
１０ビツトのディジタル情報を取り出すために、１０条
のスリット、１０組の受光部そして１０本の光フアイバ
線路が必要となる。Furthermore, for more accurate absolute value detection, 1. If you increase the number of divisions, for example, 1024 divisions,
In order to extract 10 bits of digital information, 10 slits, 10 sets of light receiving sections, and 10 optical fiber lines are required.
このように従来のパルスエンコーダにおける絶対値検出
のための構成は、非常に多数の光学系や光フアイバ線路
を必要とするという問題がある。As described above, the configuration for absolute value detection in the conventional pulse encoder has a problem in that it requires a very large number of optical systems and optical fiber lines.
本発明は上記の問題点に鑑み、なされたもので、簡素な
光学系と光フアイバ線路による構成により、従来同様の
精度で位置の絶対値検出が可能なパルスエンコーダを従
供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a pulse encoder that is capable of detecting the absolute value of position with the same accuracy as conventional ones, using a simple optical system and optical fiber line configuration. It is something.
第１図は本発明のパルスエンコーダの基本的構成を示す
図である０本図において、１は発光源、２は受光部、３
はしゃへい体、４はスリット、そして５は位置検出対象
物である。FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the pulse encoder of the present invention. In this figure, 1 is a light emitting source, 2 is a light receiving section, and 3
4 is a slit, and 5 is a position detection object.
発光源ｌと受光部２はしゃへい体３を間に挟んで対向し
ている。しゃへい体３はスリット４を有し、該スリット
４は、前記発光源１と前記受光部２との間の光の進路に
位置する部分を有し、発光源ｌからの光を通過させて受
光部２に到達させる。A light emitting source 1 and a light receiving section 2 face each other with a shield 3 in between. The shielding body 3 has a slit 4, and the slit 4 has a portion located in the path of light between the light emitting source 1 and the light receiving section 2, and allows the light from the light emitting source 1 to pass through and receive the light. Reach part 2.
そして、スリット４の上記光の進路に位置する部分は、
位置検出対象物５の移動に伴って移動する。The portion of the slit 4 located in the path of the light is
It moves as the position detection target object 5 moves.
スリット４は上記位置検出対象物５の移動方向に沿って
異る幅を有している。The slit 4 has different widths along the moving direction of the position detection object 5.
また、受光部２は、受光量を検出するものである。
４
〔作 用〕
位置検出対象物５の移動Ｌ；伴い、スリット４の発光源
１と受光部２との間の光の進路に位置する部分が移動す
る。Further, the light receiving section 2 detects the amount of received light.
4 [Function] Movement L of the position detection object 5; Accompanying this, the portion of the slit 4 located on the path of light between the light emitting source 1 and the light receiving section 2 moves.
スリット４は上記位置検出対象物５の移動方向に沿って
各部分が異る幅を有しているので、上記位置検出対象物
５の移動に伴い、スリット４の発光源ｌと受光部２との
間の光の進路に位置する部分の幅が変化し、受光部２に
おいて検出される受光量が変化する。この受光量によっ
て前記位置検出対象物５の絶対位置が検出される。Each part of the slit 4 has a different width along the moving direction of the position detection object 5, so as the position detection object 5 moves, the light emitting source l of the slit 4 and the light receiving part 2 The width of the portion located on the path of the light between the two changes, and the amount of light received by the light receiving section 2 changes. The absolute position of the position detection object 5 is detected based on the amount of received light.
本発明の構成においては発光源１と受光部２とからなる
光学系は基本的に１系統であって、位置の絶対値検出の
精度を上げるために光学系の数を増す必要はない。In the configuration of the present invention, the optical system consisting of the light emitting source 1 and the light receiving section 2 is basically one system, and there is no need to increase the number of optical systems in order to improve the accuracy of absolute value detection of position.
第２図は第１図の本発明をロータリーエンコーダに通用
した場合の基本的構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration when the present invention shown in FIG. 1 is applied to a rotary encoder.
本図において、１は発光源、２は受光部、３ａはしゃへ
い体、４ａはスリット、５は回転軸、そして７は回転運
動を行う対象物である。In this figure, 1 is a light emitting source, 2 is a light receiving section, 3a is a shield, 4a is a slit, 5 is a rotation axis, and 7 is an object that performs rotational movement.
回転軸６は、回転運動を行う対象物７の回転をしゃへい
体３ａに伝え、咳しゃへい体３ａを該対象物７に対応し
て回転運動せしめるものである。The rotation shaft 6 transmits the rotation of the rotating object 7 to the shielding body 3a, and causes the cough shielding body 3a to rotate in response to the rotating object 7.
発光源１と受光部２はしゃへい体３ａを間に挟んで対向
している。しゃへい体３ａはスリット４ａを有し、該ス
リット４ａの各部分はしゃへい体３ａの回転運動の間に
前記発光源ｌと受光部２との間の光の通路を通過し、該
先の通路を通るときの該スリ６ツトの幅は、前記対象物
７の回転位置の絶対値に対応している。The light emitting source 1 and the light receiving section 2 face each other with a shield 3a in between. The shielding body 3a has a slit 4a, and each part of the slit 4a passes through the light path between the light emitting source 1 and the light receiving section 2 during the rotational movement of the shielding body 3a, and the light passes through the previous path. The width of the slit 6 when passing through corresponds to the absolute value of the rotational position of the object 7.
回転運動を行う対象物７の回転に対応してしやへい体３
ａが回転する。該しゃへい体３ａの回転につれて、発光
源１と受光部２との間を通るスリット４ａも移動する。The flexible body 3 responds to the rotation of the object 7 that performs rotational motion.
a rotates. As the shielding body 3a rotates, the slit 4a passing between the light emitting source 1 and the light receiving section 2 also moves.
該スリット４ａの各部分の幅は前記対象物７の回転位置
の絶対値に対応しており、前記受光部２は、前記発光源
１との間の光の通路をさえ切るじゃへい体３ａのスリ７
）４ａの部分の幅を、該軸に対応する受光量として検出
することにより、前記対象物７の回転位置の絶対値を検
知する。The width of each part of the slit 4a corresponds to the absolute value of the rotational position of the object 7, and the light receiving section 2 is connected to the light emitting source 1 by a barrier 3a that blocks the path of light between it and the light emitting source 1. pickpocket 7
) The absolute value of the rotational position of the object 7 is detected by detecting the width of the portion 4a as the amount of received light corresponding to the axis.
第３Ａ図は本発明の第１実施例における回転スリット板
の構成図である。FIG. 3A is a configuration diagram of a rotating slit plate in the first embodiment of the present invention.
第３Ａ図の回転スリット板は、前述の第９Ａ図の回転ス
リット板と同じ目的で作られたものであり、第９Ａ図と
の構成上の違いは絶対値検出のためのスリットの構成に
ある。この構成を抽出して示す第３Ｂ図から明らかなよ
うに、第１実施例における回転スリット板のスリットは
、該回転スリット板の角度の変化と共に、すなわち、周
期的運動を行う対象物の位置の変化と共に幅が単調に増
加する部分と、該単調増加する部分に連続し、該回転ス
リット板の角度の変化と共に、すなわち、周期的運動を
行う対象物の位置の変化と共に幅が単調減小する部分と
からなるスリットＳ１２、該スリ７）Ｓ１２の幅が単調
増加する区間においてのみ存在する一定幅のスリットＳ
１１、そして、前述の第９Ｂ図に示されたものと同様の
参照スリットＳＲからなる。上記のスリットＳ１２およ
びＳ１１各々の通過光を受けて受光量を検出する検出部
の出力レベルＶＳ＋□ 、■８．はそれぞれ第３図に実
線で示されている。スリットＳ１２．Ｓ１１およびＳＲ
に対応する受光部の出力レベルＶＳＩｔ ＋ ｖｓ＋
ｔ １Ｖ３１１は第５図に示される出力回路に入力さ
れ、処理される。The rotating slit plate shown in Figure 3A is made for the same purpose as the rotating slit plate shown in Figure 9A described above, and the difference in configuration from that shown in Figure 9A is in the configuration of the slits for detecting absolute values. . As is clear from FIG. 3B, which extracts and shows this configuration, the slits of the rotating slit plate in the first embodiment change as the angle of the rotating slit plate changes. There is a part where the width monotonically increases as the width changes and, following the monotonically increasing part, the width monotonically decreases as the angle of the rotating slit plate changes, that is, as the position of the object performing periodic movement changes. 7) A slit S with a constant width that exists only in a section where the width of S12 monotonically increases.
11, and a reference slit SR similar to that shown in FIG. 9B above. Output level VS+□ of the detection section that receives the light passing through each of the slits S12 and S11 and detects the amount of received light, ■8. are respectively indicated by solid lines in FIG. Slit S12. S11 and SR
The output level of the light receiving section corresponding to VSIt + vs+
t1V311 is input to the output circuit shown in FIG. 5 and processed.
第５図の出力回路において、参照スリットＳＲに対応す
る受光部の出力レベル■□は可変抵抗ＲＯを用いて分配
され、スリットＳ１１に対応する受光部の出力レベルｖ
８．をＴＴＬレベルの出力Ｄ１１に変換するための比較
器ＣＯにおける比較基準電圧とされる。上記出力レベル
ＳＲは他方で直列接続された７つの可変抵抗Ｒ１，Ｒ２
，Ｒ３゜Ｒ４，Ｒ５，Ｒ５，Ｒ５およびＲ７を用いて、
それぞれ適当７なレベルに分配され、７つの基４！電圧
Ｖｃ＋ 、Ｖｅ２．ＶＣｌ、ＶＣ４１Ｖｅｓ、Ｖｃｂ、
ＶＣ７を生成する。前記出力レベルｖ、１．は、上記７
つの基準電圧の各々を比較基準電圧とする７つの比較器
に入力される。上記の可変抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３゜Ｒ４
，Ｒ５，Ｒ６およびＲ７を適当に調整して、第４図（１
）において破線で示すように基準電圧を設定すると、該
７つの比較器の各々から第６図（１）〜（７）に示され
るようなＴＴＬレベルの出力 Ｃ７、Ｃ６，Ｃ５，Ｃ４
，Ｃ３，Ｃ２およびＣ１が得られる。これらの比較器の
出力は第５図に示される３つのインバータ４１ 、４２
、４３．３つのアンド回路４４ 、４５ 、４６およ
び、１つのオア回路４７からなる論理回路により第６図
（９）〜（１２）に示されるように処理され、結局４ビ
ツトのディジタル出力Ｄ１１ 、 Ｄ１２ 、 Ｄ１３
およびＤ１４が得られる。これは、前述の第９Ａ図、第
９Ｂ図に示されたスリットを用いる従来のパルスエンコ
ーダより得られた、第１１図の出力回路の出力Ｄｉ、Ｄ
２゜Ｄ３およびＤ４に等しい。In the output circuit of FIG. 5, the output level ■□ of the light receiving section corresponding to the reference slit SR is distributed using a variable resistor RO, and the output level v of the light receiving section corresponding to the slit S11
8. This is used as a comparison reference voltage in the comparator CO for converting the output D11 into the TTL level output D11. On the other hand, the above output level SR is determined by seven variable resistors R1 and R2 connected in series.
, R3゜R4, R5, R5, R5 and R7,
Each is distributed to 7 appropriate levels, 7 groups 4! Voltage Vc+, Ve2. VCl, VC41Ves, Vcb,
Generate VC7. The output level v, 1. is the above 7
The voltage is input to seven comparators each of which uses each of the two reference voltages as a comparison reference voltage. The above variable resistors R1, R2, R3゜R4
, R5, R6 and R7 as shown in Fig. 4 (1).
), if the reference voltage is set as shown by the broken line, each of the seven comparators will output a TTL level as shown in FIG. 6 (1) to (7) C7, C6, C5, C4.
, C3, C2 and C1 are obtained. The outputs of these comparators are fed to the three inverters 41, 42 shown in FIG.
, 43. Processing is performed as shown in FIG. 6 (9) to (12) by a logic circuit consisting of three AND circuits 44, 45, 46 and one OR circuit 47, resulting in a 4-bit digital output D11, D12, D13
and D14 are obtained. This corresponds to the outputs Di and D of the output circuit in FIG. 11 obtained from the conventional pulse encoder using the slits shown in FIGS. 9A and 9B.
2° is equal to D3 and D4.
上記の第１実施例の構成に用いられている光学系はスリ
ットＳＲ、Ｓ１１、Ｓ１２に対応する３系統のみであり
、前述の従来の構成の回転スリット板（第３Ａ図）を用
いたパルスエンコーダのように絶対値検出の精度を上げ
るために多数の光学系をパルスエンコーダに備える必要
はない。The optical system used in the configuration of the first embodiment is only three systems corresponding to the slits SR, S11, and S12, and the pulse encoder uses the rotating slit plate (FIG. 3A) of the conventional configuration described above. It is not necessary to equip the pulse encoder with a large number of optical systems in order to improve the accuracy of absolute value detection.
なお上記のスリンｌ−３１２が単調増加する部分と、該
単調増加する部分に連続する単調減少する部分とから形
成されているのは、通常ＮＣ装置においてはグレー符号
（Ｇｒａｙ ｃｏｄｅ）を用いており、連続する２つの
ディジタル数を読取る際に一度に２ビット以上が変化す
ると正確に読取れないという点を考慮したものである。Note that the above Surin l-312 is formed from a monotonically increasing portion and a monotonically decreasing portion that follows the monotonically increasing portion because a gray code is normally used in an NC device. This method takes into consideration the fact that when reading two consecutive digital numbers, if two or more bits change at a time, the reading cannot be performed accurately.
第７Ａ図および第７Ｂ図は本発明の第２実施例における
回転スリット板の構成図である。FIGS. 7A and 7B are configuration diagrams of a rotary slit plate in a second embodiment of the present invention.
第７Ａ図および第７Ｂ図の回転スリット板と前述の第３
Ａ図および第３Ｂ図の回転スリット板との構成上の違い
は、第７Ａ図および第７Ｂ図の回転スリット仮における
絶対値検出のためのスリットの構成において幅の変化す
るスリットＳ２２が、前記の回転運動する対象物の位置
の変化と共に幅が階段状に増加する部分と、該増加する
部分に連続し前記対象物の位置の変化と共に幅が階段状
に減少する部分とを有することにある。上記スリットＳ
２２の幅が増加する区間においてのみ存在する一定幅の
スリットＳ２１は、前述の第３Ａ図および第３Ｂ図にお
けるスリットＳ１１に等しい。参照スリットＳＲもまた
、前記第３Ａ図および第３Ｂ図のものに等しい。The rotating slit plate shown in FIGS. 7A and 7B and the third
The difference in structure from the rotating slit plate in FIGS. 7A and 3B is that in the configuration of the slit for absolute value detection in the rotating slit plate in FIGS. 7A and 7B, the slit S22 whose width changes is It has a portion whose width increases in a stepwise manner as the position of the rotating object changes, and a portion which continues from the increasing portion and whose width decreases in a stepwise manner as the position of the object changes. Above slit S
The slit S21 of a constant width, which exists only in the section where the width of 22 increases, is equal to the slit S11 in FIGS. 3A and 3B described above. The reference slit SR is also equal to that of FIGS. 3A and 3B above.
第８図は第７Ａ図の回転スリット板を用いたときの、階
段状スリットＳ２２に対応する受光部の出力波形図であ
る。基準電圧Ｖｃ＋ 、 Ｖｃｚ ＋ ■ｒ＋ ＋Ｖ
Ｃ４、Ｖ Ｏ５ｒ Ｖ Ｃ＆およびＶＣ７は前述の第１
実施例の場合と同様に第５図の出力回路において定めら
れる。第８図から明らかなように、階段状のスリットを
用いることにより、上記基準電圧の設定にはある程度の
幅が許容される。第７Ａ図の回転スリット板を用いた場
合も第５図の出力回路の出力Ｄ１１〜Ｄ１４は、前記第
１実施例の場合のもの（第６図）と全く同じである。FIG. 8 is an output waveform diagram of the light receiving section corresponding to the stepped slit S22 when the rotating slit plate of FIG. 7A is used. Reference voltage Vc+, Vcz + ■r+ +V
C4, V O5r V C & and VC7 are the first
As in the case of the embodiment, it is determined in the output circuit of FIG. As is clear from FIG. 8, the use of stepped slits allows a certain degree of range in setting the reference voltage. Even when the rotary slit plate of FIG. 7A is used, the outputs D11 to D14 of the output circuit of FIG. 5 are exactly the same as those of the first embodiment (FIG. 6).
以上の実施例はロータリーエンコーダに関するものであ
り、また、発光源１と受光部２とからなる光学系が固定
され、発光源１と受光部２との間に存在するスリットが
位置検出対象物５と共に移動するものであるが、本発明
は、一般に第１図に示されたように、スリット４が固定
され、光学系が位置検出対象物と共に移動するような構
成においても成立するものであり、あるいはまた、位置
検出対象物は回転連動するものでなく、任意の軌道に沿
って移動するものであっても、その軌道に沿って固定ス
リットが設けられていれば成立する（例えばリニアエン
コーダにおいても成立する）。The above embodiment relates to a rotary encoder, and the optical system consisting of the light emitting source 1 and the light receiving section 2 is fixed, and the slit existing between the light emitting source 1 and the light receiving section 2 is connected to the position detection target 5. However, as shown in FIG. 1, the present invention is also applicable to a configuration in which the slit 4 is fixed and the optical system moves together with the position detection target. Alternatively, even if the position detection object is not rotationally linked but moves along an arbitrary trajectory, this can be achieved if a fixed slit is provided along the trajectory (for example, in a linear encoder) To establish).
なぜならば、第３Ｂ図や第７Ｂ図に示されるようなスリ
ットの形状と、光学系が該スリットのどの部分に位置す
るかということ、すなわち、光学系とスリットとの相対
的位置関係のみによって受光部２の出力が定められるも
のだからである。This is because light reception depends only on the shape of the slit as shown in Figures 3B and 7B and where the optical system is located in the slit, that is, the relative positional relationship between the optical system and the slit. This is because the output of section 2 is determined.
本発明によれば、より面素な光学系の構成によヮて、精
度の高い絶対値検出を可能にするパルスエンコーダが提
供される。According to the present invention, a pulse encoder is provided that enables highly accurate absolute value detection due to the configuration of a more elemental optical system.
第１図は本発明のパルスエンコーダの基本的構成図、
第２図はロータリーエンコーダにおける本発明の基本的
構成図、
第３Ａ図は本発明の第１実施例における回転スリット仮
の構成図、
第３Ｂ図は第３Ａ図の回転スリット板における絶対値検
出のためのスリットの構成図、第４図は本発明の第１実
施例における各スリットに対する受光部の出力波形図、
第５図は本発明の第１実施例のパルスエンコーダに接続
される出力回路の構成例を示す図、第６図は第５図の出
力回路における処理波形図、第７Ａ図は本発明の第２実
施例における回転スリット板の構成図、
第７Ｂ図は第７Ａ図の回転スリット板における絶対値検
出のためのスリットの構成図、第８図は本発明の第２実
施例におけるスリット２２に対応する受光部の出力波形
図、
第９Ａ図は従来のパルスエンコーダにおける回転スリッ
ト板の構成図、
第９Ｂ図は第９Ａ図の回転スリット板における絶対値検
出のためのスリットの構成図、。
第１０図は従来のパルスエンコーダにおける各スソリト
に対する受光部の出力波形図、および第１１図は従来の
パルスエンコーダに接続される出力回路の構成例を示す
図である。
（符号の説明）
ｌ・・・発光源、 ２・・・受光部、３・・・
しゃへい体、 ４・・・スリット、５・・・位置
検出対象物、 ６・・・回転軸。
ロータリーエンコーダにおける本発明の構成図１ 発
光源
２・・受光部
３０・・しゃへい体
４０ ・・スリット
６・・回転軸
７・・・回転する対象物
本発明の第１実施例における回転スリット板の構成図＄
３ＡＩ２］
６、回転軸
本発明の第１実施例・９ルスエ／コーダに接続される出
力回路の構成列を示す間第 ５ 図
ｖＧ、アース電位
本発明の第２実施例における回転スリット板の構成図第
７Ａ回
６ 回転軸
第７８′ＦＡ
従来の・ｅルスエンコーダにおける回転スリット板の構
成間第９ＡｒｊＪ
６ 回転軸
第９８回
ットに対する受光部の出力波形図
第１０回
Ｖ・・・受光部出力レベル
ｅ・・・ロータ回転角FIG. 1 is a basic configuration diagram of a pulse encoder of the present invention, FIG. 2 is a basic configuration diagram of a rotary encoder of the present invention, FIG. 3A is a temporary configuration diagram of a rotary slit in the first embodiment of the present invention, 3B is a configuration diagram of the slits for absolute value detection in the rotating slit plate of FIG. 3A, FIG. 4 is an output waveform diagram of the light receiving section for each slit in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the present invention. FIG. 6 is a processing waveform diagram in the output circuit of FIG. 5, and FIG. 7A is a diagram showing a rotating slit in the second embodiment of the present invention. FIG. 7B is a configuration diagram of the slit for absolute value detection in the rotating slit plate of FIG. 7A, and FIG. 8 is an output waveform of the light receiving section corresponding to the slit 22 in the second embodiment of the present invention. FIG. 9A is a configuration diagram of a rotating slit plate in a conventional pulse encoder, and FIG. 9B is a configuration diagram of a slit for absolute value detection in the rotating slit plate of FIG. 9A. FIG. 10 is an output waveform diagram of a light receiving section for each ssorite in a conventional pulse encoder, and FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an output circuit connected to the conventional pulse encoder. (Explanation of symbols) 1... Light emitting source, 2... Light receiving section, 3...
Shielding body, 4...Slit, 5...Position detection target, 6...Rotation axis. Configuration diagram of the present invention in a rotary encoder 1 Light emitting source 2... Light receiving section 30... Shielding body 40... Slit 6... Rotating shaft 7... Rotating object Rotating slit plate in the first embodiment of the present invention Configuration diagram $
3AI2] 6. Rotating axis First embodiment of the present invention 9 Figure 5 vG showing the configuration sequence of the output circuit connected to the Lusue/coder Figure 7A 6 Rotation axis 78'FA Structure of rotating slit plate in conventional e-lus encoder 9th ArjJ 6 Rotation axis 98th Output waveform diagram of light receiving section 10th V... Light receiving section Output level e...Rotor rotation angle
Claims (1)
受光部（２）とからなる光学系と、該発光源（１）と該
受光部（２）との間をさえぎるしゃへい体（３）とを備
え、該しゃへい体（３）はスリット（４）を有し、該ス
リット（４）は前記発光源（１）と前記受光部（２）と
の間の光の進路に位置する部分を有しており該発光源（
１）からの光を通過させて該受光部（２）に到達させ、
且つ、該スリット（４）の前記光の進路に位置する部分
が、位置検出対象物（５）の移動に伴って移動するパル
スエンコーダであって、 前記スリット（４）は前記位置検出対象物（５）の移動
方向に沿って異る幅を有し、 前記受光部（２）は、該スリット（４）の幅に応じて変
化する受光量を検出することにより前記位置検出対象物
（５）の位置を検出することを特徴とするパルスエンコ
ーダ。 ２、前記しゃへい体（３）は、前記位置検出対象物（５
）の一方向への移動と共に該スリット（Ｓ１２）の幅が
単調増加する区間と、該単調増加する区間に連続し前記
位置検出対象物（５）の該一方向への移動と共に該スリ
ット（Ｓ１２）の幅が単調減少する区間と、該単調増加
する区間と該単調減少する区間とを識別するスリット（
Ｓ１１）とを有する特許請求の範囲第１項記載のパルス
エンコーダ。 ３、前記しゃへい体（３）は、前記位置検出対象物（５
）の一方向への移動と共に該スリット（Ｓ２２）の幅が
階段状に増加する区間と、該増加する区間に連続し前記
位置検出対象物（５）の該一方向への移動と共に該スリ
ット（Ｓ２２）の幅が階段状に減少する区間と、該増加
する区間と該減少する区間とを識別するスリット（Ｓ２
１）とを有する特許請求の範囲第１項記載のパルスエン
コーダ。 ４、前記しゃへい体（３）は、少くとも他にスリット（
４）が存在する区間については、さらに一定幅のスリッ
ト（ＳＲ）を有する特許請求の範囲第１〜３項のいずれ
かに記載のパルスエンコーダ。 ５、前記対象物の位置に対応する幅を有するスリット（
４）を通過した光を受光する受光部（２）の出力は、前
記一定幅のスリット（ＳＲ）を通過した光の受光量に基
ずいて定められた第１の基準電圧、および該第１の基準
電圧を分配して定められた離散的な第２の基準電圧の群
の各々と比較されることによりディジタル化される特許
請求の範囲第４項記載のパルスエンコーダ。 ６、前記第１の基準電圧の分配は可変抵抗を用いて行わ
れ、前記第２の基準電圧群の各々が微調整により変更可
能である特許請求の範囲第５項記載のパルスエンコーダ
。[Claims] 1. An optical system consisting of a light emitting source (1) and a light receiving section (2) that receives light from the light emitting source (1); ), the shielding body (3) has a slit (4), and the slit (4) is arranged between the light emitting source (1) and the light receiving section (2). The light emitting source (
1) to pass the light and reach the light receiving part (2),
Further, a portion of the slit (4) located in the path of the light is a pulse encoder that moves with the movement of the position detection target (5), and the slit (4) is a pulse encoder that moves with the movement of the position detection target (5). 5), and the light receiving section (2) detects the position of the object (5) by detecting the amount of received light that changes depending on the width of the slit (4). A pulse encoder characterized by detecting the position of. 2. The shielding body (3) is connected to the position detection target (5).
) in which the width of the slit (S12) monotonically increases as the position detection object (5) moves in the one direction; slit () that identifies an interval where the width of
S11) The pulse encoder according to claim 1, comprising: 3. The shielding body (3) is connected to the position detection target (5).
) in which the width of the slit (S22) increases stepwise as the object (5) moves in one direction; A slit (S22) that identifies a section where the width of the width decreases in a stepwise manner, an increasing section, and a decreasing section.
1) The pulse encoder according to claim 1, comprising: 4. The shielding body (3) has at least another slit (
4) The pulse encoder according to any one of claims 1 to 3 further includes a slit (SR) of a constant width in the section where 4) exists. 5. A slit (with a width corresponding to the position of the object)
4), the output of the light receiving unit (2) that receives the light that has passed through the slit (SR) has a first reference voltage that is determined based on the amount of light that has passed through the slit (SR) of a certain width, and 5. The pulse encoder according to claim 4, wherein the pulse encoder is digitized by being compared with each of a group of discrete second reference voltages determined by dividing the reference voltage. 6. The pulse encoder according to claim 5, wherein distribution of the first reference voltage is performed using a variable resistor, and each of the second reference voltage groups can be changed by fine adjustment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8384987A JPS63250521A (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Pulse encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8384987A JPS63250521A (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Pulse encoder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63250521A true JPS63250521A (en) | 1988-10-18 |
Family
ID=13814147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8384987A Pending JPS63250521A (en) | 1987-04-07 | 1987-04-07 | Pulse encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63250521A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7521669B2 (en) * | 2006-06-02 | 2009-04-21 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Multi-bit absolute position optical encoder with reduced number of tracks |
| JP2013024766A (en) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Canon Precision Inc | Motor speed detecting device and motor control device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608714A (en) * | 1983-06-29 | 1985-01-17 | Tamagawa Seiki Kk | Absolute position detection type optical shaft encoder |
-
1987
- 1987-04-07 JP JP8384987A patent/JPS63250521A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS608714A (en) * | 1983-06-29 | 1985-01-17 | Tamagawa Seiki Kk | Absolute position detection type optical shaft encoder |
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| JP2013024766A (en) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Canon Precision Inc | Motor speed detecting device and motor control device |
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