JPH087082B2 - 光学式エンコーダ - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、移動あるいは回転する物体の位置、速度、
加速度を検出する光学式エンコーダに関するものであ
る。
加速度を検出する光学式エンコーダに関するものであ
る。
従来の技術 従来の光学式エンコーダとしては、例えば、特開平１
−199115号公報に記載のものがある。第９図は、この従
来の光学式エンコーダの構成図を示すものであり、１は
光源、２はコリメータレンズ、３は回転ディスク、４は
固定マスク、５は受光素子、６は波形整形回路である。
−199115号公報に記載のものがある。第９図は、この従
来の光学式エンコーダの構成図を示すものであり、１は
光源、２はコリメータレンズ、３は回転ディスク、４は
固定マスク、５は受光素子、６は波形整形回路である。
第９図の構成の光学式エンコーダについて、その動作
を以下に説明する。
を以下に説明する。
光源１から発した光束はコリメータレンズ２で平行光
にされて回転ディスク３上に照射され、そのうちの回転
ディスク３上にスリットと固定マスク４上のスリットを
貫通した光を受光素子５で受光して光電変換し、波形整
形回路６により電気信号として出力する。
にされて回転ディスク３上に照射され、そのうちの回転
ディスク３上にスリットと固定マスク４上のスリットを
貫通した光を受光素子５で受光して光電変換し、波形整
形回路６により電気信号として出力する。
光源１から見た回路ディスク３上のスリットと固定マ
スク４上のスリットの重なり具合いは、回転ディスク３
の回転に伴い、ほぼ重なり合う状態と殆ど重なり合わな
い２つの状態の間を滑らかに変化する。それに応じて、
波形整形回路６からは正弦波状信号が出力され、その信
号に基づき回転位置、速度、加速度等を検出することが
出来る。
スク４上のスリットの重なり具合いは、回転ディスク３
の回転に伴い、ほぼ重なり合う状態と殆ど重なり合わな
い２つの状態の間を滑らかに変化する。それに応じて、
波形整形回路６からは正弦波状信号が出力され、その信
号に基づき回転位置、速度、加速度等を検出することが
出来る。
発明が解決しようとする課題 しかしながら前記の構成で高分解能の検出を行なうに
は、回転ディスク３上のスリットを微小ピッチで形成せ
ねばならない等の困難がある。
は、回転ディスク３上のスリットを微小ピッチで形成せ
ねばならない等の困難がある。
また、装置の組み立てにおいて、回転ディスク３上の
スリットと固定マスク４のスリット並びに固定マスク４
のスリットと受光素子５の２組の位置合わせを必要とす
る。そのため、当然に部品精度、組立調整精度が厳しく
なる。
スリットと固定マスク４のスリット並びに固定マスク４
のスリットと受光素子５の２組の位置合わせを必要とす
る。そのため、当然に部品精度、組立調整精度が厳しく
なる。
更に、光変調部として回転ディスク３と固定マスク４
の２種類のスリット板が必要とし、この２枚のスリット
板を光学式エンコーダの軸方向に配設するため装置の薄
形化が困難である。
の２種類のスリット板が必要とし、この２枚のスリット
板を光学式エンコーダの軸方向に配設するため装置の薄
形化が困難である。
本発明はかかる点に鑑み、回転あるいは移動する１枚
の基板のみで光変調部を構成することで高密度の回転信
号を得るとともに、組み立て上の調整箇所に低減し、か
つ、軸方向の薄型化を図った光学式エンコーダを提供す
る事を目的とする。
の基板のみで光変調部を構成することで高密度の回転信
号を得るとともに、組み立て上の調整箇所に低減し、か
つ、軸方向の薄型化を図った光学式エンコーダを提供す
る事を目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、光源と、前記光源から出射される光束を略
平行化する平行光化手段と、ガラスあるいは樹脂等の透
明基板上にレンズを一定ピッチで形成してなるレンズア
レイ基板と、このレンズアレイ基板のレンズ部の後側焦
点位置近傍に配置した光検出器とを備えた事を特徴とす
る光学式エンコーダである。
平行化する平行光化手段と、ガラスあるいは樹脂等の透
明基板上にレンズを一定ピッチで形成してなるレンズア
レイ基板と、このレンズアレイ基板のレンズ部の後側焦
点位置近傍に配置した光検出器とを備えた事を特徴とす
る光学式エンコーダである。
作 用 前記した構成によれば、レンズアレイ基板に入射した
平行光は、レンズ部では光検出器上に集光され、レンズ
部外では光検出器上に平行入射するという特性をもつ。
一方、前記レンズアレイ基板の移動あるいは回転に伴い
レンズ部の光軸と光検出器の中心には位置ずれが発生
し、光検出器の受光光量は変化する。この受光光量の変
化からレンズ部形成周期よりも高密度の周期信号を得、
これから、位置、速度、加速度等を検出できるものであ
る。
平行光は、レンズ部では光検出器上に集光され、レンズ
部外では光検出器上に平行入射するという特性をもつ。
一方、前記レンズアレイ基板の移動あるいは回転に伴い
レンズ部の光軸と光検出器の中心には位置ずれが発生
し、光検出器の受光光量は変化する。この受光光量の変
化からレンズ部形成周期よりも高密度の周期信号を得、
これから、位置、速度、加速度等を検出できるものであ
る。
実施例 以下、本発明の光学式エンコーダの第１の実施例を第
１図〜第４図に基づき説明する。
１図〜第４図に基づき説明する。
第１図は、本発明の光学式エンコーダの第１の実施例
の構成図である。
の構成図である。
第１図において、10は光源、11は光源10から出射され
た光を平行光に変換するコリメータレンズである。12
は、例えばガラスあるいはポリカーボネイト樹脂等の円
盤状の透明基板の一円周上に、レンズ部Ｌを一定ピッチ
で形成したレンズアレイ基板である。このレンズアレイ
基板12は、例えばモータの回転軸のような回転部材（図
示せず）に適宜固定され、その中心の周りに回転可能で
ある。13はレンズアレイ基板12のレンズ部Ｌの後側焦平
面上に配置された光検出器、14は光検出器13の出力信号
を波形整形する波形整形回路である。
た光を平行光に変換するコリメータレンズである。12
は、例えばガラスあるいはポリカーボネイト樹脂等の円
盤状の透明基板の一円周上に、レンズ部Ｌを一定ピッチ
で形成したレンズアレイ基板である。このレンズアレイ
基板12は、例えばモータの回転軸のような回転部材（図
示せず）に適宜固定され、その中心の周りに回転可能で
ある。13はレンズアレイ基板12のレンズ部Ｌの後側焦平
面上に配置された光検出器、14は光検出器13の出力信号
を波形整形する波形整形回路である。
第２図は、レンズアレイ基板12の回転に伴う、基板上
に形成されたレンズ部Ｌと光検出器13との相対位置の変
化を、第１図のＣ矢視方向から見て示した説明図であ
る。
に形成されたレンズ部Ｌと光検出器13との相対位置の変
化を、第１図のＣ矢視方向から見て示した説明図であ
る。
第３図は、第２図に示した相対位置変化に対応して、
光検出器13の出力信号波形がどの様に変化するかの説明
図である。
光検出器13の出力信号波形がどの様に変化するかの説明
図である。
また、第４図は波形整形回路14により第３図の信号を
整形して得られる回転信号の説明図である。
整形して得られる回転信号の説明図である。
なお、第２図および第３図において、光検出器13は説
明の都合上S1,S2の２つの独立した検出部から構成され
ているものとした。
明の都合上S1,S2の２つの独立した検出部から構成され
ているものとした。
第２図（ａ）では、レンズアレイ基板12上の１つのレ
ンズ部の光軸と光検出部13の検出部S1の中心とが一致し
ており、かつレンズ部とレンズ部の間は検出部S2に対応
している状態を示している。
ンズ部の光軸と光検出部13の検出部S1の中心とが一致し
ており、かつレンズ部とレンズ部の間は検出部S2に対応
している状態を示している。
また、第２図（ａ）中の光束Ａ、Ｂとは、それぞれ、
検出部S1、S2に向かう光束である。
検出部S1、S2に向かう光束である。
さて、光束Ａは、レンズ部の後ろ側焦平面に位置する
検出部S1上にすべて集束される。またレンズ部とレンズ
部の間に位置する検出部S2に向かう光束Ｂは、すべて検
出部S2上に平行入射される。本実施例では、検出部S1、
S2の面積は等しく設定しているので、この状態では検出
部S1、S2に入射する光量は等しく、従って各検出部から
の出力も等しいものとなる。
検出部S1上にすべて集束される。またレンズ部とレンズ
部の間に位置する検出部S2に向かう光束Ｂは、すべて検
出部S2上に平行入射される。本実施例では、検出部S1、
S2の面積は等しく設定しているので、この状態では検出
部S1、S2に入射する光量は等しく、従って各検出部から
の出力も等しいものとなる。
この状態では検出部S1と検出部S2の出力を、基準状態
すなわち１としてそれぞれ第３図（ａ）、（ｂ）に示し
ている。
すなわち１としてそれぞれ第３図（ａ）、（ｂ）に示し
ている。
第３図の横軸は、レンズアレイ基板12と光検出器13と
の相対位置変化量であり、レンズアレイ基板12上のレン
ズ部の形成周期（ピッチ）を単位として表しているそし
て、相対位置変化量０とは上記の位置関係をさす。
の相対位置変化量であり、レンズアレイ基板12上のレン
ズ部の形成周期（ピッチ）を単位として表しているそし
て、相対位置変化量０とは上記の位置関係をさす。
第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の状態からレンズアレ
イ基板12が回転し、レンズ部の光軸と検出部S1の中心が
約1/8周期ずれた状態を示している。
イ基板12が回転し、レンズ部の光軸と検出部S1の中心が
約1/8周期ずれた状態を示している。
第２図（ａ）の状態において光検出部S1、S2に入射す
る光量を基準とすれば、同図（ｂ）の場合には、光検出
部S1へ入射する光量は増加し、S2に入射する光量を減少
する。
る光量を基準とすれば、同図（ｂ）の場合には、光検出
部S1へ入射する光量は増加し、S2に入射する光量を減少
する。
即ち、光検出部S1では、光束Ａのうちの光束A1はレン
ズ部からはずれるもののの検出部S1上には平行入射され
る。光束Ａから光束A1を除いた残りの光束は、レンズ部
を通過して同様に検出部S1に入射する。結局、光束Ａは
すべて検出部S1に入射することになる。
ズ部からはずれるもののの検出部S1上には平行入射され
る。光束Ａから光束A1を除いた残りの光束は、レンズ部
を通過して同様に検出部S1に入射する。結局、光束Ａは
すべて検出部S1に入射することになる。
一方、光束Ａの外側の光束A2は、移動してきたレンズ
部で集束されて検出部S1上に照射される。即ち、レンズ
アレイ基板12の上記の回転によって、検出部S1への光の
入射量が光束A2分だけ増加し出力が増大する。
部で集束されて検出部S1上に照射される。即ち、レンズ
アレイ基板12の上記の回転によって、検出部S1への光の
入射量が光束A2分だけ増加し出力が増大する。
逆に、検出部S2では、光束Ｂのうちの光束B1は、移動
してきたレンズ部に入射し検出部S2外に集束されるの
で、検出部S2には入射されない。
してきたレンズ部に入射し検出部S2外に集束されるの
で、検出部S2には入射されない。
従って、検出部S2の出力は、図中の光束B1の光量が検
出部S2からずれる分だけ減少する。
出部S2からずれる分だけ減少する。
次に、第２図（ｃ）は、更にレンズアレイ基板12の回
転が進み、レンズ部の光軸の検出部S1の中心とが1/4周
期ずれた状態を示している。
転が進み、レンズ部の光軸の検出部S1の中心とが1/4周
期ずれた状態を示している。
この状態よりわずかに手前、すなわち、1/4周期より
わずかに小さい量だけずれた状態では、レンズ部の光軸
がまだ検出部S1上にあるので、レンズ部に入射する全光
量は検出部S1上に集束することになる。すなわち、光束
Ａに加えて、光束Ａの約1/2の光量に相当する光束A2が
検出部S1上に集束されるので、検出部S1への入射光量は
基準状態（第２図（ａ））のほぼ1.5倍となる。
わずかに小さい量だけずれた状態では、レンズ部の光軸
がまだ検出部S1上にあるので、レンズ部に入射する全光
量は検出部S1上に集束することになる。すなわち、光束
Ａに加えて、光束Ａの約1/2の光量に相当する光束A2が
検出部S1上に集束されるので、検出部S1への入射光量は
基準状態（第２図（ａ））のほぼ1.5倍となる。
一方、検出部S2では、光束Ｂのうち、その約1/2の光
量に相当する光束B1が検出部S2からずれるので、検出部
S2の光量は基準状態の約0.5倍となる。
量に相当する光束B1が検出部S2からずれるので、検出部
S2の光量は基準状態の約0.5倍となる。
これらの状態での検出部S1および検出部S2の信号出力
を、各々第３図（ａ）、（ｂ）中に23で示す。
を、各々第３図（ａ）、（ｂ）中に23で示す。
次に、第２図（ｃ）の状態からわずかに位置ずれが進
むと、すなわち1/4周期よりわずかに大きくずれた状態
では、検出部S1上にはもはやレンズ部の光軸は存在しな
いのでレンズ部に入射した光は一切検出部S1に入射しな
い。即ち、光束Ａのうち、その約1/2の光量を有する光
束A1は検出部S1には入射しないこととなる。
むと、すなわち1/4周期よりわずかに大きくずれた状態
では、検出部S1上にはもはやレンズ部の光軸は存在しな
いのでレンズ部に入射した光は一切検出部S1に入射しな
い。即ち、光束Ａのうち、その約1/2の光量を有する光
束A1は検出部S1には入射しないこととなる。
逆に検出部S2上にはレンズ部の光軸が達する。その結
果、光束Ｂに加えて、光束Ｂのほぼ1/2の光量を有する
光束B1も検出部S2上に集束される。
果、光束Ｂに加えて、光束Ｂのほぼ1/2の光量を有する
光束B1も検出部S2上に集束される。
その結果、1/4周期のずれを境にして、各検出部の受
光量は急変する。即ち、検出部S1の受光量は基準状態の
約1.5倍から約0.5倍にまで急激に減少する。
光量は急変する。即ち、検出部S1の受光量は基準状態の
約1.5倍から約0.5倍にまで急激に減少する。
逆に、検出部S2の受光量は基準状態の約0.5倍から約
1.5への急増する。
1.5への急増する。
これらの状態を各々第３図（ａ）、（ｂ）中に25で示
した。
した。
次に、第２図（ｄ）はレンズ部の光軸と検出部S1の中
心が約3/8周期ずれた状態を示している。この場合も基
準状態と比較して、光束A1に相当する光量分だけ検出部
S1の出力は低下するが、25と比べるとその低下量は第３
図に27で示したように少ない。
心が約3/8周期ずれた状態を示している。この場合も基
準状態と比較して、光束A1に相当する光量分だけ検出部
S1の出力は低下するが、25と比べるとその低下量は第３
図に27で示したように少ない。
また、検出部S2の出力は、基準状態の比較して光束B1
に相当する光量分だけ増加するが、25と比べるとその増
加量は第３図中に27で示したように小さい。
に相当する光量分だけ増加するが、25と比べるとその増
加量は第３図中に27で示したように小さい。
第２図（ｅ）はレンズ部の光軸と検出部S1の中心が1/
2周期ずれた状態を示している。この状態は、第２図
（ａ）に示した基準状態が反転した状態に対応する。従
って、第３図に27で示したように再びS1出力、S2出力と
もに基準状態と同様に１の値を持つ。
2周期ずれた状態を示している。この状態は、第２図
（ａ）に示した基準状態が反転した状態に対応する。従
って、第３図に27で示したように再びS1出力、S2出力と
もに基準状態と同様に１の値を持つ。
以後、1/2周期から１周期までは、第２図（ａ）〜第
２図（ｅ）に図示した1/2周期までの検出部S1と検出部S
2との関係を逆転させて考えればよい。
２図（ｅ）に図示した1/2周期までの検出部S1と検出部S
2との関係を逆転させて考えればよい。
従って、検出部S1と検出部S2の出力は各々第３図に示
したごとく、位相が互いに反転し、かつ、周期がレンズ
部形成周期と等しい周期信号が得られる。また、これら
の周期信号には、第３図に図示したごとくレンズ形成周
期の1/4周期と3/4周期、すなわち１周期当り２個所の出
力急変部24、29が存在する。
したごとく、位相が互いに反転し、かつ、周期がレンズ
部形成周期と等しい周期信号が得られる。また、これら
の周期信号には、第３図に図示したごとくレンズ形成周
期の1/4周期と3/4周期、すなわち１周期当り２個所の出
力急変部24、29が存在する。
そこで、検出部S1あるいは検出部S2にいずれかの出力
信号から上記の24、29の２箇所の出力急変部を、公知の
信号立ち上がり、立ち下がり検出回路を用いて検出する
と、第３図の信号から第４図の回転信号が得られる。従
って、この実施例における光検出器は、必ずしもS1,S2
の２つの独立した検出部を用いる事なく回転信号を得る
ことができる。しかしながら、複数の独立した検出部の
出力を平均化処理する事で、信号のS/N比を向上できる
という作用効果をあげる事が可能となる。
信号から上記の24、29の２箇所の出力急変部を、公知の
信号立ち上がり、立ち下がり検出回路を用いて検出する
と、第３図の信号から第４図の回転信号が得られる。従
って、この実施例における光検出器は、必ずしもS1,S2
の２つの独立した検出部を用いる事なく回転信号を得る
ことができる。しかしながら、複数の独立した検出部の
出力を平均化処理する事で、信号のS/N比を向上できる
という作用効果をあげる事が可能となる。
以上のように本実施例によれば、移動または回転する
ガラス基板上あるいは樹脂基板上にレンズ部を一定ピッ
チで形成してなるレンズアレイ基板に平行光を入射さ
せ、レンズアレイ基板のレンズ部の後側焦点面に配置し
た光検出器の信号を整形する事で、レンズ形成周期の倍
密度周期の高密度回転信号を得る事ができる。
ガラス基板上あるいは樹脂基板上にレンズ部を一定ピッ
チで形成してなるレンズアレイ基板に平行光を入射さ
せ、レンズアレイ基板のレンズ部の後側焦点面に配置し
た光検出器の信号を整形する事で、レンズ形成周期の倍
密度周期の高密度回転信号を得る事ができる。
また、従来例の光学式エンコーダのように回転ディス
クと固定スリットという２種類のスリット板を用いる必
要がないので、部品精度および組み立て・調整精度が緩
和される。さらに、光学式エンコーダの軸方向の薄型化
が図れる。
クと固定スリットという２種類のスリット板を用いる必
要がないので、部品精度および組み立て・調整精度が緩
和される。さらに、光学式エンコーダの軸方向の薄型化
が図れる。
なお、本実施例では、回転型の光学式エンコーダとし
て説明したが、レンズアレイを直線状に形成することで
リニア型の光学式エンコーダとしても上記と同様の効果
を得ることができる。
て説明したが、レンズアレイを直線状に形成することで
リニア型の光学式エンコーダとしても上記と同様の効果
を得ることができる。
第５図は、本発明の光学式エンコーダの第２の実施例
の構成図である。第５図において、10は光源、11は光源
10から出射された光を平行光に変換するコリメータレン
ズ、12はガラスあるいはポリカーボネイト等の樹脂の円
盤上に、レンズ部を略同一円周上に一定ピッチで形成し
たレンズアレイ基板であり、例えばモータの回転軸のよ
うな回転部材に固着されている。
の構成図である。第５図において、10は光源、11は光源
10から出射された光を平行光に変換するコリメータレン
ズ、12はガラスあるいはポリカーボネイト等の樹脂の円
盤上に、レンズ部を略同一円周上に一定ピッチで形成し
たレンズアレイ基板であり、例えばモータの回転軸のよ
うな回転部材に固着されている。
15はレンズアレイ基板12のレンズ部の後側焦平面上に
配置されたS1,S2の２つの独立した検出部から成る光検
出部、16は光検出部S1,S2からの２つの出力信号を合成
する信号合成回路、17は信号合成回路16の出力をしきい
値処理するしきい値処理回路を各々示す。
配置されたS1,S2の２つの独立した検出部から成る光検
出部、16は光検出部S1,S2からの２つの出力信号を合成
する信号合成回路、17は信号合成回路16の出力をしきい
値処理するしきい値処理回路を各々示す。
以上のように構成された本実施例の動作を、第５図、
第２図、第３図および第６図〜第８図を用いて説明す
る。
第２図、第３図および第６図〜第８図を用いて説明す
る。
第６図は信号合成回路16の動作説明を行なうために示
した、その出力波形図である。第７図はしきい値処理回
路の構成図である。第８図は、しきい値処理回路の動作
を説明するために示した、その出力波形図である。
した、その出力波形図である。第７図はしきい値処理回
路の構成図である。第８図は、しきい値処理回路の動作
を説明するために示した、その出力波形図である。
第５図のレンズアレイ基板12の回転に伴う光検出部S
1,S2の受光量の変化は、本発明の第１の実施例における
と同様で第３図に示すものとなる。
1,S2の受光量の変化は、本発明の第１の実施例における
と同様で第３図に示すものとなる。
そして、本実施例では、このS1出力とS2出力を、信号
合成回路16により半周期毎に切り替えて第６図に示す出
力波形を得る。即ち、第６図中に示したように、1/2周
期目でS1からS2に切り替え、3/4周期目でS2からS1に切
り替えることで第６図の出力波形が得られる。
合成回路16により半周期毎に切り替えて第６図に示す出
力波形を得る。即ち、第６図中に示したように、1/2周
期目でS1からS2に切り替え、3/4周期目でS2からS1に切
り替えることで第６図の出力波形が得られる。
この切り替えタイミングの検出は、例えば、本発明の
第１の実施例における信号の立ち上がり、立ち下がり検
出回路を用いればよい。
第１の実施例における信号の立ち上がり、立ち下がり検
出回路を用いればよい。
この合成出力波形は、第６図に図示したように鋸波状
の波形となる。
の波形となる。
次に、この鋸波状の波形から回転出力を得るしきい値
処理回路の構成を第７図に示す。図中のコンパレータ１
〜Ｎは、第６図の鋸波状波形の出力値0.5〜1.5をＮ段階
に量子化した値を比較基準値すなわちしきい値として有
するコンパレータであり、例えば、コンパレータ１は0.
5〜（0.5＋1/N）の出力に対応するものである。
処理回路の構成を第７図に示す。図中のコンパレータ１
〜Ｎは、第６図の鋸波状波形の出力値0.5〜1.5をＮ段階
に量子化した値を比較基準値すなわちしきい値として有
するコンパレータであり、例えば、コンパレータ１は0.
5〜（0.5＋1/N）の出力に対応するものである。
これらのＮ個のコンパレータは入力信号に対して並列
に接続されている。従って、0.5〜1.5まで直線的に変化
する鋸波状波形の１サイクルを入力すると、第８図に示
す様にＮ個のパルスを得る事ができる。従って、図示し
たようにレンズアレイ基板12上のレンズ部の形成周期の
Ｎ倍の高密度回転信号を得ることができる。
に接続されている。従って、0.5〜1.5まで直線的に変化
する鋸波状波形の１サイクルを入力すると、第８図に示
す様にＮ個のパルスを得る事ができる。従って、図示し
たようにレンズアレイ基板12上のレンズ部の形成周期の
Ｎ倍の高密度回転信号を得ることができる。
本発明の第２の実施例によれば、第１の実施例の効果
に加えて、１枚のレンズアレイ基板から、第１の実施例
の比較してN/2倍の高密度信号を得ることができる。
に加えて、１枚のレンズアレイ基板から、第１の実施例
の比較してN/2倍の高密度信号を得ることができる。
なお、本実施例では、回転型の光学式エンコーダとし
て説明したが、レンズアレイを直線状に形成することで
リニア型の光学式エンコーダとしても上記と同様の効果
を得ることができる。
て説明したが、レンズアレイを直線状に形成することで
リニア型の光学式エンコーダとしても上記と同様の効果
を得ることができる。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、回転あるいは
移動する１枚のレンズアレイ基板のみで光変調部が形成
され、高密度の回転信号を得ることができると共に、調
整箇所を低減し、かつ、軸方向の薄型化を図った光学式
エンコーダを提供する事ができ、その実用的効果は大き
い。
移動する１枚のレンズアレイ基板のみで光変調部が形成
され、高密度の回転信号を得ることができると共に、調
整箇所を低減し、かつ、軸方向の薄型化を図った光学式
エンコーダを提供する事ができ、その実用的効果は大き
い。
第１図は本発明の光学式エンコーダの第１の実施例の構
成図、第２図は同実施例の動作説明図、第３図、第４図
は同実施例における出力信号の波形図、第５図は本発明
の第２の実施例の構成図、第６図は同実施例の信号合成
回路の出力信号の波形図、第７図は同実施例のしきい値
処理回路の構成図、第８図は同実施例の回転信号の波形
図、第９図は従来例の光学式エンコーダの構成図であ
る。 10……光源、11……コリメータレンズ、12……レンズア
レイ基板、13……光検出器、14……信号処理回路、15…
…光検出器、16……信号合成回路、17……しきい値処理
回路。
成図、第２図は同実施例の動作説明図、第３図、第４図
は同実施例における出力信号の波形図、第５図は本発明
の第２の実施例の構成図、第６図は同実施例の信号合成
回路の出力信号の波形図、第７図は同実施例のしきい値
処理回路の構成図、第８図は同実施例の回転信号の波形
図、第９図は従来例の光学式エンコーダの構成図であ
る。 10……光源、11……コリメータレンズ、12……レンズア
レイ基板、13……光検出器、14……信号処理回路、15…
…光検出器、16……信号合成回路、17……しきい値処理
回路。
フロントページの続き (72)発明者 福井 厚司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−78021（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−71118（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−23613（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】光源と、前記光源から出射される光束を略
平行化する手段と、透明基板上にレンズを一定ピッチで
形成してなるレンズアレイ基板と、前記レンズアレイ基
板上の前記レンズの後側焦点位置近傍に配置した光検出
器とを備え、かつ、前記レンズアレイ基板の移動に伴
い、そのレンズ部と非レンズ部からの透過光のいずれ
か、あるいは両方を前記光検出器で検出するよう構成し
た事を特徴とする光学式エンコーダ。 - 【請求項２】光源と、前記光源から出射される光束を略
平行化する手段と、透明基板上にレンズを一定ピッチで
形成してなるレンズアレイ基板と、前記レンズアレイ基
板上の前記レンズの後側焦点位置近傍に配置した光検出
器とを備え、かつ、前記レンズアレイ基板の移動方向に
そって隣接して配置された２つの独立した検出部から構
成するとともに、前記２つの独立した検出部からの互い
にコンプリメンタリな鋸波状出力信号を合成して１つの
鋸波状信号とする信号合成回路とを備えた事を特徴とす
る光学式エンコーダ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236791A JPH087082B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 光学式エンコーダ |
| CA002050385A CA2050385C (en) | 1990-09-05 | 1991-08-30 | Optical encoder |
| US07/753,181 US5153437A (en) | 1990-09-05 | 1991-08-30 | Optical encoder having a transparent lens plate with an array of lenses |
| EP91114708A EP0474149B1 (en) | 1990-09-05 | 1991-08-31 | Optical encoder |
| DE69111943T DE69111943T2 (de) | 1990-09-05 | 1991-08-31 | Optische Kodiereinrichtung. |
| KR1019910015496A KR940008195B1 (ko) | 1990-09-05 | 1991-09-05 | 광학식 부호기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236791A JPH087082B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 光学式エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115122A JPH04115122A (ja) | 1992-04-16 |
| JPH087082B2 true JPH087082B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17005848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2236791A Expired - Fee Related JPH087082B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 光学式エンコーダ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5153437A (ja) |
| EP (1) | EP0474149B1 (ja) |
| JP (1) | JPH087082B2 (ja) |
| KR (1) | KR940008195B1 (ja) |
| CA (1) | CA2050385C (ja) |
| DE (1) | DE69111943T2 (ja) |
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| US5216534A (en) * | 1992-04-24 | 1993-06-01 | E-Systems, Inc. | Read-write head for an optical tape recorder |
| US5367934A (en) * | 1993-04-29 | 1994-11-29 | Calcomp Inc. | Media cutter mechanism |
| US5368291A (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-29 | Calcomp, Inc. | Media stripper mechanism |
| JPH07167677A (ja) * | 1993-12-15 | 1995-07-04 | Nippon Hikyumen Lens Kk | エンコーダ |
| GB2308441B (en) * | 1995-12-22 | 1999-09-01 | Ramar Technology Ltd | Rotation sensor |
| GB2318634B (en) * | 1996-10-25 | 2000-09-06 | Tseng Hsin Te | Optical encoder and method of reading encoded optical signal |
| JPH10239108A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-09-11 | Fanuc Ltd | 光学式エンコーダ |
| CA2214193A1 (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-20 | Pat Sin Hao | Optical encoder |
| EP1025426B1 (de) | 1997-10-23 | 2003-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Drehmomentmessung mit hohlspiegeln an der rotierenden welle |
| US6016185A (en) * | 1997-10-23 | 2000-01-18 | Hugle Lithography | Lens array photolithography |
| JPH11201779A (ja) * | 1998-01-07 | 1999-07-30 | Fanuc Ltd | 光学式エンコーダ |
| CA2236772C (en) * | 1998-06-02 | 2003-07-29 | Ching Shun Wang | Focusing-type calculating means |
| US6396042B1 (en) | 1999-10-19 | 2002-05-28 | Raytheon Company | Digital laser image recorder including delay lines |
| US20030160957A1 (en) * | 2000-07-14 | 2003-08-28 | Applera Corporation | Scanning system and method for scanning a plurality of samples |
| US6563581B1 (en) | 2000-07-14 | 2003-05-13 | Applera Corporation | Scanning system and method for scanning a plurality of samples |
| US6837318B1 (en) * | 2003-03-28 | 2005-01-04 | Hanna Craig | Rescue and exploration apparatus |
| JP4481137B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2010-06-16 | アスモ株式会社 | モータ、回転制御装置、及び回転検出回路 |
| DE102004027226A1 (de) * | 2004-06-03 | 2005-12-29 | Methode Electronics Malta Ltd. | Träger mit zumindest einer durchleuchteten optischen Positionsmarke |
| JP4650361B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2011-03-16 | ヤマハ株式会社 | 光学系シャッタ体 |
| US20100188951A1 (en) * | 2007-08-08 | 2010-07-29 | Eliezer Zeichner | Encoding device, system and method |
| CN103823281B (zh) * | 2014-02-27 | 2016-06-29 | 珠海保税区光联通讯技术有限公司 | 多通道光接收组件 |
| DE102021112648A1 (de) | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Sick Ag | Gebervorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer kinematischen Größe einer Relativbewegung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4440155A (en) * | 1981-07-17 | 1984-04-03 | Reynolds & Taylor, Inc. | Solar concentrating lens and receiver |
| JPS58150920A (ja) * | 1982-03-04 | 1983-09-07 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
| JPS6323613U (ja) * | 1986-07-30 | 1988-02-16 | ||
| JPH01199115A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電式エンコーダ |
| GB2216257B (en) * | 1988-02-26 | 1992-06-24 | Okuma Machinery Works Ltd | Optical linear encoder |
| JPH0627654B2 (ja) * | 1988-09-07 | 1994-04-13 | 株式会社日立製作所 | 移動体の位置や速度を光学的に検出する装置 |
| JPH073343B2 (ja) * | 1988-11-28 | 1995-01-18 | 日本ビクター株式会社 | 反射型光学式エンコーダ装置 |
| US5073710A (en) * | 1989-09-21 | 1991-12-17 | Copal Company Limited | Optical displacement detector including a displacement member's surface having a diffractive pattern and a holographic lens pattern |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP2236791A patent/JPH087082B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-30 US US07/753,181 patent/US5153437A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-30 CA CA002050385A patent/CA2050385C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-31 EP EP91114708A patent/EP0474149B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-31 DE DE69111943T patent/DE69111943T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-05 KR KR1019910015496A patent/KR940008195B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR920006745A (ko) | 1992-04-28 |
| EP0474149A2 (en) | 1992-03-11 |
| EP0474149B1 (en) | 1995-08-09 |
| DE69111943T2 (de) | 1996-04-11 |
| EP0474149A3 (en) | 1994-06-15 |
| CA2050385A1 (en) | 1992-03-06 |
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