JP2699962B2 - Rotary encoder - Google Patents

Rotary encoder

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JP2699962B2
JP2699962B2 JP30874795A JP30874795A JP2699962B2 JP 2699962 B2 JP2699962 B2 JP 2699962B2 JP 30874795 A JP30874795 A JP 30874795A JP 30874795 A JP30874795 A JP 30874795A JP 2699962 B2 JP2699962 B2 JP 2699962B2
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reflector
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pulse
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隆彦 辻澤
篤 柏谷
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  • Optical Transform (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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、特にモータの回転角制御や回転角速度制御用に
用いられる、回転角あるいは回転角速度検出用ロータリ
エンコーダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary encoder, and more particularly, to a rotary encoder for detecting a rotation angle or a rotation angular velocity used for controlling a rotation angle and a rotation angular velocity of a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ロータリエンコーダは回転円盤上
に放射状に形成されたスリットと、光源及び受光素子か
ら構成され、光源から出射された光が受光素子に至る光
路中に上記回転円盤を配置し、光源から出射された光が
モータ軸に取り付けられた回転円盤のスリットを通過し
たか、スリットとスリットの間の回転円盤部分で遮られ
たかを受光素子の受光の有無で検出し、その受光素子か
ら光電変換されたパルス信号を取り出し、このパルス信
号を用いて回転角あるいは回転角度を検出している。従
って、高精度なロータリエンコーダでは回転円盤のスリ
ットとスリットの間のスリット間ピッチは高精度に狭ピ
ッチになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary encoder has a slit formed radially on a rotating disk, a light source and a light receiving element, and the rotary disk is arranged in an optical path where light emitted from the light source reaches the light receiving element. Whether the light emitted from the light source passes through the slit of the rotating disk attached to the motor shaft or is blocked by the rotating disk portion between the slits is detected by the presence or absence of the light receiving element, and the light receiving element is detected. , A pulse signal that has been photoelectrically converted is extracted from the device, and the rotation angle or the rotation angle is detected using the pulse signal. Therefore, in a high-precision rotary encoder, the pitch between slits between the slits of the rotating disk is narrow with high precision.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来は高精
度なロータリエンコーダを構成するためには、スリット
板の高精度加工と同時に、光源、回転円盤及び受光素子
のアライメントに高精度性が強く要求され、特に、高精
度ロータリエンコーダではその精度がアライメントの精
度に依存しているという問題がある。また、人手による
アライメントが行われるため、高コストとなっていると
いう問題もある。
However, conventionally, in order to constitute a high-precision rotary encoder, high-precision processing is required for the alignment of the light source, the rotating disk and the light-receiving element simultaneously with the high-precision processing of the slit plate. In particular, a high-precision rotary encoder has a problem that its accuracy depends on the accuracy of alignment. In addition, there is another problem that the cost is high because the alignment is performed manually.

【0004】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
セルフアライメント機能を有する光ピックアップをリニ
ア位置センサとし、モータ回転を直線運動に変換するこ
とで人手の調整を不要とし、高精度で安価なロータリエ
ンコーダを提供することを目的とする。
[0004] The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a high-precision and inexpensive rotary encoder that uses an optical pickup having a self-alignment function as a linear position sensor and converts motor rotation into linear motion, thereby eliminating the need for manual adjustment.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、モータの回転軸の回転運動を直線運動に
変換する変換機構と、変換機構の直線運動部に結合され
て直線運動する、表面に凹凸が形成された反射板と、反
射板の表面に光を照射し、その反射光を受光する光ピッ
クアップと、モータの駆動電流の電流方向を検出する駆
動電流方向検出手段と、光ピックアップの出力信号をパ
ルス化するパルス発生器と、パルス発生器の出力パルス
に基づいて反射板の移動速度を検出する移動速度検出手
段と、光ピックアップの出力信号に基づいて反射板の移
動方向を判別する移動方向判別手段と、移動速度検出手
段により検出された移動速度と予め設定された基準速度
とを比較し、移動速度が基準速度よりも遅いときには駆
動電流方向検出手段の出力検出信号を選択し、移動速度
が基準速度よりも速いときには移動方向判別手段の判別
結果を選択する選択手段と、選択手段の出力信号に応じ
てパルス発生器の出力パルスをアップカウント又はダウ
ンカウントし、そのカウント値を出力する計数手段とを
有する構成としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a conversion mechanism for converting the rotational motion of a rotating shaft of a motor into a linear motion, and a linear motion coupled to a linear motion portion of the conversion mechanism. A reflector having irregularities formed on the surface thereof, an optical pickup for irradiating the surface of the reflector with light, and receiving the reflected light, and a drive current direction detector for detecting a current direction of a drive current of the motor, A pulse generator for pulsing an output signal of the optical pickup, a moving speed detecting means for detecting a moving speed of the reflector based on an output pulse of the pulse generator, and a moving direction of the reflector based on an output signal of the optical pickup And comparing the moving speed detected by the moving speed detecting device with a preset reference speed. When the moving speed is lower than the reference speed, the driving current direction detecting means is determined. Selecting means for selecting the output detection signal of the above, and selecting the discrimination result of the moving direction discriminating means when the moving speed is faster than the reference speed; and counting up or down the output pulse of the pulse generator according to the output signal of the selecting means. And a counting means for counting and outputting the count value.

【0006】本発明では、直線運動する反射板の表面の
凹凸からの反射光を受光する光ピックアップの出力信号
に基づいて反射板の移動速度及び移動方向を検出し、こ
れによりモータの回転角あるいは回転角速度を検出でき
るため、高精度のスリットを刻んだ円盤(エンコード
板)を不要にできる。
In the present invention, the moving speed and the moving direction of the reflector are detected based on the output signal of the optical pickup which receives the reflected light from the irregularities on the surface of the reflector moving linearly. Since the rotational angular velocity can be detected, a disk (encode plate) with a high-precision slit can be eliminated.

【0007】ここで、計数手段は、選択手段により駆動
電流方向検出手段の出力検出信号が選択されたときは、
駆動電流の電流方向が正方向のときにパルス発生器の出
力パルスをアップカウントし、電流方向が負方向のとき
にパルス発生器の出力パルスをダウンカウントし、選択
手段により移動方向判別手段の判別結果が選択されたと
きは、判別結果に従ってパルス発生器の出力パルスをア
ップカウント又はダウンカウントすることを特徴とす
る。
Here, the counting means, when the output detection signal of the driving current direction detecting means is selected by the selecting means,
When the current direction of the drive current is the positive direction, the output pulse of the pulse generator is up-counted, and when the current direction is the negative direction, the output pulse of the pulse generator is down-counted. When the result is selected, the output pulse of the pulse generator is counted up or down according to the determination result.

【0008】これにより、モータの回転開始直後はモー
タ駆動電流方向からモータの回転方向及び反射板の移動
方向を検出でき、反射板の移動速度、すなわち、モータ
の回転速度が基準速度以上になった時点でモータの回転
方向が同一でも往復直線運動するために反射板の移動方
向を識別できる。
As a result, immediately after the start of the rotation of the motor, the rotation direction of the motor and the moving direction of the reflector can be detected from the direction of the motor drive current, and the moving speed of the reflector, that is, the rotation speed of the motor becomes higher than the reference speed. Even at the same time, even if the rotation direction of the motor is the same, the direction of movement of the reflector can be identified because the motor reciprocates linearly.

【0009】また、本発明は、光ピックアップの出力信
号はトラバース信号とエラー和信号とからなり、エラー
和信号の極性に応じてトラバース信号の正負を反転若し
くはそのままで加算して擬似的な位置合成信号を生成
し、反射板の表面に形成された凹凸のピッチと反射板の
位置に応じて変化するトラバース信号の振幅データをテ
ーブルとして持ち、テーブルにより位置合成信号を補正
することを特徴とする。これにより、より高精度にモー
タの回転角や回転角速度を検出できる。
Further, according to the present invention, the output signal of the optical pickup comprises a traverse signal and an error sum signal, and the positive / negative of the traverse signal is inverted or added as it is in accordance with the polarity of the error sum signal to perform pseudo position synthesis. A signal is generated, amplitude data of a traverse signal that changes according to the pitch of the unevenness formed on the surface of the reflector and the position of the reflector is used as a table, and the position synthesis signal is corrected using the table. Thereby, the rotation angle and the rotation angular velocity of the motor can be detected with higher accuracy.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。本発明の実施の形態は、図1に
示す機構部と図2又は図3に示すエンコーダ信号生成部
とから構成される。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention includes the mechanism shown in FIG. 1 and the encoder signal generator shown in FIG. 2 or FIG.

【0011】図1(A)及び(B)は本発明になるロー
タリエンコーダの機構部の一実施の形態の構成を示す平
面図及び側面図である。同図(A)及び(B)におい
て、回転型モータ1の回転軸に結合された円盤2と、円
盤2に一端が回動自在に取り付けられ、他端が直線運動
ガイド6に取り付けられたヒンジ5により、モータ1に
よる円盤2の回転運動が往復直線運動に変換される。ま
た、直線運動ガイド6上には反射板4が取り付けられて
いるため、モータ1による円盤2の回転運動は、反射板
4の往復直線運動に変換される。
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a side view showing the structure of an embodiment of a mechanism section of a rotary encoder according to the present invention. 1A and 1B, a disc 2 coupled to a rotating shaft of a rotary motor 1 and a hinge having one end rotatably attached to the disc 2 and the other end attached to a linear motion guide 6. 5, the rotational motion of the disk 2 by the motor 1 is converted into a reciprocating linear motion. Further, since the reflecting plate 4 is mounted on the linear motion guide 6, the rotational motion of the disk 2 by the motor 1 is converted into a reciprocating linear motion of the reflecting plate 4.

【0012】反射板4の表面には凹凸の溝が刻まれてお
り、その表面上方にはセルフアライメント機能を有する
光ピックアップ3が配置されている。光ピックアップ3
は発光素子と受光素子を有し、発光素子から出射され、
反射板4表面の凹凸の溝で反射された光を受光素子で受
光し、光電変換する。ここで、反射板4の表面の凹凸の
溝の深さは、光ピックアップ3の発光素子が出射する光
の波長に応じて、光ピックアップ3内の受光素子が受光
する反射光強度が凹部からの反射光と凸部からの反射光
とで大きく異なるように定められている。これにより、
光ピックアップ3によって、往復直線運動する反射板4
の動きが検出される。
An uneven groove is formed on the surface of the reflecting plate 4, and an optical pickup 3 having a self-alignment function is disposed above the surface. Optical pickup 3
Has a light emitting element and a light receiving element, is emitted from the light emitting element,
The light reflected by the concave and convex grooves on the surface of the reflecting plate 4 is received by a light receiving element and is subjected to photoelectric conversion. Here, the depth of the concave and convex grooves on the surface of the reflecting plate 4 depends on the wavelength of the light emitted from the light emitting element of the optical pickup 3 and the intensity of the reflected light received by the light receiving element in the optical pickup 3 from the concave. It is set so that the reflected light and the reflected light from the convex portion are largely different. This allows
Reflection plate 4 that reciprocates linearly by optical pickup 3
Is detected.

【0013】光ピックアップ3内の受光素子からは反射
板4が一定方向に動いている場合、図4(A)に示すト
ラバース信号aと、脈動部分がトラバース信号aに対し
90度の位相差を持つ図4(B)に示すエラー和信号
(R・F信号)bが出力される。光ピックアップ3から
出力されるトラバース信号aの0クロスする回数を検出
することでモータの回転角エンコーダが構成できる。
When the reflecting plate 4 is moving in a fixed direction from the light receiving element in the optical pickup 3, the traverse signal a shown in FIG. An error sum signal (RF signal) b shown in FIG. 4B is output. By detecting the number of zero crossings of the traverse signal a output from the optical pickup 3, a motor rotation angle encoder can be configured.

【0014】図2は本発明になるロータリエンコーダの
エンコーダ信号生成部の第1の実施の形態のブロック図
を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付
してある。図2において、光ピックアップ3内の受光素
子から出力されたトラバース信号aは、パルス発生器7
に入力され、ここでトラバース信号aが負から正に変化
する時点を捉えてパルスを発生する。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the encoder signal generator of the rotary encoder according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, a traverse signal a output from the light receiving element in the optical pickup 3 is
, Where a pulse is generated at the time when the traverse signal a changes from negative to positive.

【0015】速度検出器8は一定時間内に入力される、
パルス発生器7から出力されたパルスの数をカウントす
ることで反射板4の速度に応じた計数値の検出速度信号
を得る。速度検出器8から出力された検出速度信号は、
速度設定レジスタ9に設定されている基準速度と比較器
10で比較され、基準速度よりも遅いときはローレベ
ル、速いときはハイレベルの信号に変換されて判定器1
4に入力される。
The speed detector 8 is inputted within a certain time.
By counting the number of pulses output from the pulse generator 7, a detection speed signal of a count value corresponding to the speed of the reflection plate 4 is obtained. The detected speed signal output from the speed detector 8 is
The reference speed set in the speed setting register 9 is compared with a comparator 10. If the speed is lower than the reference speed, the signal is converted to a low-level signal.
4 is input.

【0016】また、光ピックアップ3内の受光素子から
出力されたトラバース信号aとR・F信号bは、方向判
別器11にそれぞれ入力され、ここで反射板4の移動方
向が判別される。移動方向の判別は、図4に示したよう
な各信号を用いた位置信号合成によって行われる。すな
わち、図4(A)に示すトラバース信号aと、このトラ
バース信号aに対して90度の位相差を持つ図4(B)
に示すR・F信号bにより図4(C)に示すような連続
的な位置信号を合成し、この位置合成信号に基づいて方
向を判別する。
The traverse signal a and the R / F signal b output from the light receiving element in the optical pickup 3 are input to a direction discriminator 11, where the moving direction of the reflector 4 is discriminated. The determination of the moving direction is performed by position signal synthesis using each signal as shown in FIG. That is, the traverse signal a shown in FIG. 4A and the traverse signal a shown in FIG.
A continuous position signal as shown in FIG. 4C is synthesized by the R / F signal b shown in FIG. 4 and the direction is determined based on the synthesized position signal.

【0017】一方、図1に示した回転型モータ1のモー
タ駆動電流は、図2に示す駆動電流検出器12によって
検出され、その検出されたモータ駆動電流が正電流か負
電流かを電流方向検出器13が検出して判定器14へ出
力する。判定器14は方向判別器11からの方向判別信
号と電流方向検出器13からの電流方向検出信号とを入
力信号として受け、比較器10より入力される信号がロ
ーレベル(すなわち、速度設定レジスタ9に設定された
基準速度よりも反射板4の検出速度が遅いとき)には、
駆動電流方向検出器13からの電流方向検出信号を選択
し、比較器10より入力される信号がハイレベル(すな
わち、速度設定レジスタ9に設定された基準速度よりも
反射板4の検出速度が速いとき)には、方向判別器11
からの方向判別信号を選択する。
On the other hand, the motor drive current of the rotary motor 1 shown in FIG. 1 is detected by a drive current detector 12 shown in FIG. 2, and whether the detected motor drive current is a positive current or a negative current is determined in a current direction. Detector 13 detects and outputs to detector 14. The determiner 14 receives the direction determination signal from the direction determiner 11 and the current direction detection signal from the current direction detector 13 as input signals, and when the signal input from the comparator 10 is at a low level (ie, the speed setting register 9). When the detection speed of the reflector 4 is lower than the reference speed set in
The current direction detection signal from the drive current direction detector 13 is selected, and the signal input from the comparator 10 is at a high level (that is, the detection speed of the reflector 4 is faster than the reference speed set in the speed setting register 9). Time), the direction discriminator 11
Is selected.

【0018】カウンタ15は判定器14により選択出力
された信号が計数方向制御端子に入力され、パルス発生
器7よりのパルスがクロック入力端子に入力されて、計
数方向制御端子に入力される制御信号により指示された
計数方向でカウントするアップダウンカウンタである。
The counter 15 receives a signal selected and output by the determiner 14 at a counting direction control terminal, inputs a pulse from the pulse generator 7 to a clock input terminal, and inputs a control signal to the counting direction control terminal. Is an up-down counter that counts in the counting direction designated by the following.

【0019】これにより、カウンタ15は、判定器14
により選択出力された制御信号が駆動電流方向検出器1
3からの駆動電流検出信号であるときは、モータ駆動電
流方向が正であるときはパルス発生器7の出力パルスを
アップカウントし、モータ駆動電流方向が負であるとき
はパルス発生器7の出力パルスをダウンカウントする。
また、カウンタ15は、判定器14により選択出力され
た制御信号が方向判別器11からの方向判別信号である
ときは、その方向判別信号のレベルに応じてパルス発生
器7の出力パルスをアップカウント又はダウンカウント
する。
As a result, the counter 15 operates as
The control signal selected and output by the driving current direction detector 1
3, the output pulse of the pulse generator 7 is counted up when the direction of the motor drive current is positive, and the output of the pulse generator 7 is counted when the direction of the motor drive current is negative. Count down the pulse.
When the control signal selected and output by the determiner 14 is the direction determination signal from the direction determiner 11, the counter 15 counts up the output pulse of the pulse generator 7 according to the level of the direction determination signal. Or count down.

【0020】従って、この実施の形態のロータリエンコ
ーダの起動直後は、速度設定レジスタ9に設定された基
準速度よりも反射板4の検出速度が遅いので、カウンタ
15はモータ駆動電流方向に応じて、すなわち、図1に
示した円盤2の回転方向に応じてパルス発生器7の出力
パルスをアップカウント又はダウンカウントして、まず
円盤2の回転方向を検出する。その後反射板4の検出速
度が基準速度よりも速くなったときに、方向判別器11
よりの反射板4の移動方向を示す方向判別信号に応じて
アップカウント又はダウンカウントする。これにより、
円盤2の回転方向が同一でも、反射板4の移動方向は交
互にある期間毎に反転するが、これを識別して正確な移
動位置を知ることができる。
Therefore, immediately after the start of the rotary encoder of this embodiment, the detection speed of the reflector 4 is lower than the reference speed set in the speed setting register 9, so that the counter 15 sets the counter 15 in accordance with the motor drive current direction. That is, the output pulse of the pulse generator 7 is counted up or down according to the rotation direction of the disk 2 shown in FIG. Thereafter, when the detection speed of the reflection plate 4 becomes faster than the reference speed, the direction discriminator 11
The count is incremented or decremented according to a direction discrimination signal indicating the direction in which the reflector 4 moves. This allows
Even if the rotating direction of the disk 2 is the same, the moving direction of the reflecting plate 4 is alternately reversed every certain period. However, by identifying this, the accurate moving position can be known.

【0021】こうして、この実施の形態によれば、光セ
ンサとエンコーダ板とのアライメント調整を必要とする
ことなく、カウンタ15に往復直線運動する反射板4の
移動位置を示す値、換言すると円盤2の回転角が高精度
に得られる。
Thus, according to this embodiment, the value indicating the moving position of the reflecting plate 4 which reciprocates linearly, ie, the disk 2 Can be obtained with high precision.

【0022】図3は本発明になるロータリエンコーダの
エンコーダ信号生成部の第2の実施の形態のブロック図
を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付
してある。この実施の形態はMPU20により、前記移
動速度検出手段、移動方向判別手段、選択手段及び計数
手段を実現するようにしたものである。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the encoder signal generator of the rotary encoder according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the MPU 20 implements the moving speed detecting means, moving direction determining means, selecting means, and counting means.

【0023】図3において、光ピックアップ3内の受光
素子から出力されたトラバース信号aは、パルス発生器
7に入力され、ここでトラバース信号aが負から正に変
化する時点を捉えてパルスを発生する。このパルス発生
器7から出力されたパルスは、パルスカウンタ16によ
りカウントされる。パルスカウンタ16はマイクロ・プ
ロセッシング・ユニット(MPU)20からのインター
バル信号cに従って、インターバルの間にパルス発生器
7から入力されたパルス数を計数してMPU20へ出力
する。
In FIG. 3, a traverse signal a output from the light receiving element in the optical pickup 3 is input to a pulse generator 7, where a pulse is generated at the time when the traverse signal a changes from negative to positive. I do. The pulses output from the pulse generator 7 are counted by the pulse counter 16. The pulse counter 16 counts the number of pulses input from the pulse generator 7 during the interval according to the interval signal c from the micro processing unit (MPU) 20, and outputs the number to the MPU 20.

【0024】また、これと同時に、光ピックアップ3か
ら出力されたトラバース信号aとR・F信号bはそれぞ
れA/D変換器19にそれぞれ入力されてディジタル信
号に変換された後、MPU20に入力される。モータ1
の駆動電流検出器12により検出された駆動電流も、A
/D変換器19に入力されてディジタル信号に変換され
た後MPU20に入力される。
At the same time, the traverse signal a and the RF signal b output from the optical pickup 3 are respectively input to the A / D converter 19 and converted into digital signals, and then input to the MPU 20. You. Motor 1
The drive current detected by the drive current detector 12 of
After being input to the / D converter 19 and converted into a digital signal, it is input to the MPU 20.

【0025】MPU20は前述した速度検出、方向判別
及び設定基準速度との比較を行い、MPU20が出力す
るインターバル信号cの間隔毎にパルスカウンタ16出
力値をアップカウントあるいはダウンカウントする。M
PU20でアップカウント又はダウンカウントされた値
は、D/A変換器21に入力され、ここでアナログ信号
に変換された後、出力され、エンコーダ出力として利用
される一方、MPU20内部で蓄積され、例えばモータ
制御等における検出器出力として扱うこともできる。
The MPU 20 detects the speed, discriminates the direction and compares the speed with the set reference speed, and counts up or down the output value of the pulse counter 16 at each interval of the interval signal c output from the MPU 20. M
The value up-counted or down-counted by the PU 20 is input to the D / A converter 21, where it is converted into an analog signal and then output and used as an encoder output. It can be treated as a detector output in motor control or the like.

【0026】次に、本発明で用いる信号を補正するため
のテーブルについて説明する。前述したように、光ピッ
クアップ3の受光素子から出力される信号には、図4
(A)に示すトラバース信号aと同図(B)に示すR・
F信号bがあり、R・F信号bはトラバース信号aに対
して位相が90度進んでいる。従って、R・F信号bが
正のときにはトラバース信号aを加算していき、R・F
信号bが負のときはトラバース信号aの正負を反対にし
て加算することによって、擬似的にリニアな図4(C)
に示す如き位置合成信号を得ることができる。
Next, a table for correcting a signal used in the present invention will be described. As described above, the signal output from the light receiving element of the optical pickup 3 includes the signal shown in FIG.
The traverse signal a shown in FIG.
There is an F signal b, and the R / F signal b is ahead of the traverse signal a by 90 degrees in phase. Therefore, when the RF signal b is positive, the traverse signal a is added, and the RF signal b is added.
When the signal b is negative, the traverse signal a is inverted in the positive and negative directions and then added, so that the pseudo linear signal shown in FIG.
As shown in FIG.

【0027】ここで、ロータリエンコーダを起動の際
に、反射板4の移動区間内の中心位置に、光ピックアッ
プ3の受光素子により初期化信号を発生することで原点
位置を求めることができ、位置合成信号の原点を決める
ことができる。
Here, when the rotary encoder is started, the origin position can be obtained by generating an initialization signal by the light receiving element of the optical pickup 3 at the center position in the moving section of the reflection plate 4. The origin of the composite signal can be determined.

【0028】また、反射板4の表面に形成された凹凸の
ピッチをλとすると、トラバース信号は sin(2π・x/λ) (1) で与えられる。ここで、xは反射板4の位置である。従
って、図3のMPU20が上記の位置合成信号と、
(1)式で与えられる反射板4の位置xとのテーブルを
持ち、これにより入力パルス毎の位置変化量を補正する
ことができる。従って、光センサとエンコーダ板のアラ
イメント調整を用いることなく、高精度のロータリエン
コーダを実現できる。
If the pitch of the irregularities formed on the surface of the reflecting plate 4 is λ, the traverse signal is given by sin (2π × x / λ) (1). Here, x is the position of the reflector 4. Therefore, the MPU 20 in FIG.
It has a table with the position x of the reflection plate 4 given by the equation (1), whereby the amount of position change for each input pulse can be corrected. Therefore, a highly accurate rotary encoder can be realized without using alignment adjustment between the optical sensor and the encoder plate.

【0029】なお、本発明では、図1の円盤2の半径と
ヒンジ5の長さを変化させることにより、エンコーダの
分解能を変えることができるため、種々のアプリケーシ
ョンに対応できる。
In the present invention, the resolution of the encoder can be changed by changing the radius of the disk 2 and the length of the hinge 5 in FIG. 1, so that it can be applied to various applications.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
直線運動する反射板の表面の凹凸からの反射光を受光す
る、セルフアライメント機能を有する光ピックアップの
出力信号に基づいて反射板の移動速度及び移動方向を検
出し、これによりモータの回転角あるいは回転角速度を
検出することにより、高精度のスリットを刻んだ円盤
(エンコード板)を不要にしたため、高精度のエンコー
ド板と光センサのアライメント調整を必要とすることな
く、高精度なロータリエンコーダが得られる。
As described above, according to the present invention,
The moving speed and moving direction of the reflector are detected based on the output signal of an optical pickup having a self-alignment function, which receives the reflected light from the irregularities on the surface of the reflector moving linearly, and thereby the rotation angle or rotation of the motor. Detecting the angular velocity eliminates the need for a disk (encode plate) with a high-precision slit, so that a high-precision rotary encoder can be obtained without requiring alignment adjustment between the high-precision encode plate and the optical sensor. .

【0031】また、本発明によれば、反射板の表面に形
成された凹凸のピッチと反射板の位置に応じて変化する
トラバース信号の振幅データをテーブルとして持ち、テ
ーブルにより位置合成信号を補正することにより、より
高精度にモータの回転角や回転角速度を検出できる。
Further, according to the present invention, the table has the amplitude data of the traverse signal which changes according to the pitch of the unevenness formed on the surface of the reflector and the position of the reflector, and corrects the position synthesized signal by the table. Thus, the rotation angle and the rotation angular velocity of the motor can be detected with higher accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明になるロータリエンコーダの機構部の一
実施の形態の構成を示す平面図及び側面図である。
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a side view showing a configuration of an embodiment of a mechanism section of a rotary encoder according to the present invention.

【図2】本発明になるロータリエンコーダのエンコーダ
信号生成部の第1の実施の形態のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a first embodiment of an encoder signal generator of a rotary encoder according to the present invention.

【図3】本発明になるロータリエンコーダのエンコーダ
信号生成部の第2の実施の形態のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a second embodiment of an encoder signal generator of a rotary encoder according to the present invention.

【図4】図2及び図3の要部の信号波形図である。FIG. 4 is a signal waveform diagram of a main part of FIGS. 2 and 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転型モータ 2 円盤 3 光ピックアップ 4 反射板 5 ヒンジ 6 直線運動ガイド 7 パルス発生器 8 速度検出器 9 速度設定レジスタ 10 比較器 11 方向判別器 12 駆動電流検出器 13 電流方向検出器 14 判定器 15 カウンタ 16 パルスカウンタ 20 マイクロ・プロセッシング・ユニット(MPU) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary motor 2 Disk 3 Optical pickup 4 Reflector 5 Hinge 6 Linear motion guide 7 Pulse generator 8 Speed detector 9 Speed setting register 10 Comparator 11 Direction discriminator 12 Drive current detector 13 Current direction detector 14 Judge 15 Counter 16 Pulse counter 20 Micro processing unit (MPU)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 モータの回転軸の回転運動を直線運動に
変換する変換機構と、 前記変換機構の直線運動部に結合されて直線運動する、
表面に凹凸が形成された反射板と、 前記反射板の表面に光を照射し、その反射光を受光する
光ピックアップと、 前記モータの駆動電流の電流方向を検出する駆動電流方
向検出手段と、 前記光ピックアップの出力信号をパルス化するパルス発
生器と、 該パルス発生器の出力パルスに基づいて前記反射板の移
動速度を検出する移動速度検出手段と、 前記光ピックアップの出力信号に基づいて前記反射板の
移動方向を判別する移動方向判別手段と、 前記移動速度検出手段により検出された移動速度と予め
設定された基準速度とを比較し、該移動速度が該基準速
度よりも遅いときには前記駆動電流方向検出手段の出力
検出信号を選択し、該移動速度が該基準速度よりも速い
ときには前記移動方向判別手段の判別結果を選択する選
択手段と、 前記選択手段の出力信号に応じて前記パルス発生器の出
力パルスをアップカウント又はダウンカウントし、その
カウント値を出力する計数手段とを有することを特徴と
するロータリエンコーダ。
A conversion mechanism for converting a rotary motion of a rotary shaft of a motor into a linear motion; and a linear motion coupled to a linear motion portion of the conversion mechanism.
A reflector having irregularities formed on its surface; an optical pickup that irradiates light to the surface of the reflector and receives the reflected light; and a drive current direction detector that detects a current direction of a drive current of the motor; A pulse generator for pulsing an output signal of the optical pickup; a moving speed detecting means for detecting a moving speed of the reflection plate based on an output pulse of the pulse generator; and Moving direction discriminating means for discriminating the moving direction of the reflector, comparing the moving speed detected by the moving speed detecting means with a preset reference speed, and when the moving speed is lower than the reference speed, Selecting means for selecting an output detection signal of the current direction detecting means, and selecting a determination result of the moving direction determining means when the moving speed is higher than the reference speed; And a counting means for counting up or down the output pulse of the pulse generator in accordance with the output signal of the selection means and outputting the count value.
【請求項2】 前記計数手段は、前記選択手段により前
記駆動電流方向検出手段の出力検出信号が選択されたと
きは、前記駆動電流の電流方向が正方向のときに前記パ
ルス発生器の出力パルスをアップカウントし、前記電流
方向が負方向のときに前記パルス発生器の出力パルスを
ダウンカウントし、前記選択手段により前記移動方向判
別手段の判別結果が選択されたときは、該判別結果に従
って前記パルス発生器の出力パルスをアップカウント又
はダウンカウントすることを特徴とする請求項1記載の
ロータリエンコーダ。
2. The pulse generator according to claim 1, wherein said counting means selects the output pulse of said pulse generator when the output direction of said driving current direction detecting means is selected by said selecting means. When the current direction is negative, the output pulse of the pulse generator is down-counted, and when the discrimination result of the moving direction discrimination means is selected by the selection means, 2. The rotary encoder according to claim 1, wherein an output pulse of the pulse generator is counted up or down.
【請求項3】 前記光ピックアップの出力信号はトラバ
ース信号とエラー和信号とからなり、該エラー和信号の
極性に応じて該トラバース信号の正負を反転若しくはそ
のままで加算して擬似的な位置合成信号を生成し、前記
反射板の表面に形成された前記凹凸のピッチと前記反射
板の位置に応じて変化する前記トラバース信号の振幅デ
ータをテーブルとして持ち、該テーブルにより前記位置
合成信号を補正することを特徴とする請求項1記載のロ
ータリエンコーダ。
3. An output signal of the optical pickup comprises a traverse signal and an error sum signal, and inverts or adds the traverse signal in accordance with the polarity of the error sum signal or adds the traverse signal as it is to generate a pseudo position synthesis signal. Generating, as a table, the amplitude of the traverse signal that changes according to the pitch of the irregularities formed on the surface of the reflector and the position of the reflector, and corrects the position composite signal using the table. The rotary encoder according to claim 1, wherein:
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