JP2570510Y2 - Optical encoder - Google Patents
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- JP2570510Y2 JP2570510Y2 JP5277592U JP5277592U JP2570510Y2 JP 2570510 Y2 JP2570510 Y2 JP 2570510Y2 JP 5277592 U JP5277592 U JP 5277592U JP 5277592 U JP5277592 U JP 5277592U JP 2570510 Y2 JP2570510 Y2 JP 2570510Y2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本考案はスリットの形成されたエ
ンコーダ板を介して一対の発光素子及び受光素子を対向
配置した構造を有するインクリメンタル型の光学式エン
コーダに関する。より詳しくは、エンコーダ板の基準位
置を検出するインデックス技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an incremental type optical encoder having a structure in which a pair of a light emitting element and a light receiving element are arranged to face each other via an encoder plate having a slit. More specifically, the present invention relates to an index technology for detecting a reference position of an encoder plate.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8に従来のインクリメンタル型エンコ
ーダの一般的な構造を示す。この型のものは、例えば実
開平2−60818号公報や実公平4−4973号公報
に開示されている。回転軸101にはハブ102を介し
てエンコーダ板103が取り付けられている。エンコー
ダ板103の周方向に沿って、基準位置を示すインデッ
クススリット及び移動量を示すインクリメンタルスリッ
トが互いに隣接して設けられている。エンコーダ板10
3の上方には光源104が近接して配置され、光スポッ
トを投光する。一方、エンコーダ板103の下方には受
光素子105が固定配置されており、エンコーダ板10
3のスリットを介してスポットを受光する。受光素子1
05の表面にはマスク106が形成されており、インデ
ックススリットに対応した受光用のインデックストラッ
ク及びインクリメンタルスリットに対応した受光用のイ
ンクリメンタルトラックを規定している。各スリットを
透過した投光は各々対応するトラックにより受光され基
準位置を表わすインデックスパルス及び相対的な移動量
を表わすインクリメンタルパルスが得られる。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a general structure of a conventional incremental encoder. This type is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-60818 and Japanese Utility Model Publication No. 4-4973. An encoder plate 103 is attached to the rotating shaft 101 via a hub 102. An index slit indicating a reference position and an incremental slit indicating an amount of movement are provided adjacent to each other along the circumferential direction of the encoder plate 103. Encoder plate 10
A light source 104 is disposed close to above 3 and emits a light spot. On the other hand, the light receiving element 105 is fixed below the encoder plate 103,
The spot is received through the third slit. Light receiving element 1
A mask 106 is formed on the surface of 05, and defines a light receiving index track corresponding to the index slit and a light receiving incremental track corresponding to the incremental slit. The light transmitted through each slit is received by the corresponding track, and an index pulse indicating a reference position and an incremental pulse indicating a relative movement amount are obtained.
【0003】[0003]
【考案が解決しようとする課題】図9は、図8に示した
受光素子105及びマスク106の平面形状を表わして
いる。受光素子の受光面107は前述した様に、インデ
ックストラック108とインクリメンタルトラック10
9とが形成されている。これに加えて、モニタートラッ
ク110も設けられている。インデックストラック10
8には単一の受光領域Zが設けられており、インデック
ススリットを透過した光を受光して、インデックスパル
スを出力する。又、インクリメンタルトラック109に
は4個の受光領域A1,A2,B1及びB2が互いに並
列して形成されている。各受光領域はマスクによって格
子状に遮光されている。格子のピッチはインクリメンタ
ルスリットの配列ピッチに等しい。但し各受光領域の間
で格子の位相は互いに180°あるいは90°ずれてい
る。これら4列の受光領域はインクリメンタルスリット
を透過した光を夫々異なった位相で受光し、対応する検
出信号を出力する。これらの検出信号を演算処理する事
により相対的変位量及び変位方向を表わすインクリメン
タルパルスが得られる。さらに、モニタートラック11
0には単一の連続した受光領域Dが形成されている。こ
の受光領域Dはスリットにより変調されていない投光を
受光し、その光強度変化に応じたモニター信号を出力す
る。このモニター信号は光源の発光量を一定に制御する
為に用いられる。FIG. 9 shows a plan view of the light receiving element 105 and the mask 106 shown in FIG. As described above, the light receiving surface 107 of the light receiving element includes the index track 108 and the incremental track 10.
9 are formed. In addition, a monitor track 110 is provided. Index track 10
8, a single light receiving area Z is provided, which receives light transmitted through the index slit and outputs an index pulse. Further, four light receiving areas A1, A2, B1 and B2 are formed in the incremental track 109 in parallel with each other. Each light receiving area is shielded from light by a mask in a lattice shape. The pitch of the grating is equal to the array pitch of the incremental slits. However, the phases of the gratings are shifted from each other by 180 ° or 90 °. These four rows of light receiving areas receive the light transmitted through the incremental slit at different phases, and output corresponding detection signals. By performing arithmetic processing on these detection signals, an incremental pulse representing the relative displacement amount and displacement direction can be obtained. In addition, monitor truck 11
At 0, a single continuous light receiving area D is formed. The light receiving area D receives the light that is not modulated by the slit, and outputs a monitor signal according to the change in the light intensity. This monitor signal is used for controlling the light emission amount of the light source to be constant.
【0004】上述した全ての受光領域Z,A1,A2,
B1,B2,Dは、光スポット111の受光範囲内に配
置されている。従来、インクリメンタルトラック109
に含まれる受光領域A1,A2,B1及びB2は光スポ
ット111の中央部に配置されていた。一方、インデッ
クストラック108に含まれる受光領域Zは光スポット
111の周辺部に配置されていた。[0004] All the light receiving areas Z, A1, A2,
B1, B2, and D are arranged within the light receiving range of the light spot 111. Conventionally, the incremental track 109
The light receiving areas A1, A2, B1 and B2 included in the light spot 111 are arranged at the center of the light spot 111. On the other hand, the light receiving area Z included in the index track 108 is arranged at the periphery of the light spot 111.
【0005】ところで、円形の光スポット111の発光
分布は均一ではなく、一般に中央部で比較的強く周辺に
向かうに従って弱くなっている。従って、中央部に位置
するインクリメンタルトラックに比べ、周辺部に配置さ
れたインデックストラックの受光量が少ない為、受光領
域Zから得られる出力が弱いという問題点があった。も
ともと、受光領域Zは単一のインデックススリットに対
応しており受光量は微弱である。これに対して、受光領
域A1ないしB2は複数のインクリメンタルスリット列
に対応しており十分な受光量を得られる。この為、イン
デックスパルスの出力レベルは非常に小さくなりS/N
比の悪化や誤検出の原因になっていた。さらに、光スポ
ット111は様々な要因によりスポット中心位置やスポ
ット径が変動する。周辺部に位置するインデックストラ
ックはこの変動の影響を受け易く、最悪の場合にはイン
デックスパルスが出力されないという問題点があった。
同様の理由により、周辺部に配置されているモニタート
ラックについてもスポット径やスポット中心位置の変動
の影響を受け、安定したモニター信号が得られないとい
う問題点があった。By the way, the light emission distribution of the circular light spot 111 is not uniform, but generally becomes relatively strong at the center and becomes weaker toward the periphery. Therefore, there is a problem that the output obtained from the light receiving region Z is weak because the amount of light received by the index tracks arranged at the peripheral portion is smaller than that at the incremental track located at the central portion. Originally, the light receiving area Z corresponds to a single index slit, and the light receiving amount is weak. On the other hand, the light receiving areas A1 and B2 correspond to a plurality of incremental slit rows, so that a sufficient light receiving amount can be obtained. For this reason, the output level of the index pulse becomes very small, and S / N
This caused the ratio to deteriorate and a false detection. Further, the spot center position and spot diameter of the light spot 111 fluctuate due to various factors. The index track located in the peripheral portion is susceptible to this fluctuation, and in the worst case, the index pulse is not output.
For the same reason, there is also a problem that the monitor tracks arranged in the peripheral portion are affected by the fluctuation of the spot diameter and the center position of the spot, so that a stable monitor signal cannot be obtained.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本考案は安定したインデックスパルスを出力
する事のできるインクリメンタル型光学式エンコーダを
提供する事を目的とする。かかる目的を達成する為に以
下の手段を講じた。即ち、本考案にかかる光学式エンコ
ーダは基本的な構成要素として、基準位置を示すインデ
ックススリット及び移動量を示すインクリメンタルスリ
ットが互いに隣接して設けられたエンコーダ板と、エン
コーダ板に対して光スポットを投光する光源部と、イン
デックススリットに対応した受光用のインデックストラ
ック及びインクリメンタルスリットに対応した受光用の
インクリメンタルトラックを備えエンコーダ板を介して
該光スポットを受光する事により基準位置を表わすイン
デックスパルス及び移動量を表わすインクリメンタルパ
ルスを出力する受光部とから構成されている。本考案の
特徴事項として、前記インデックストラックを該光スポ
ットの中心部に配置するとともに、前記インクリメンタ
ルトラックを該光スポットの周辺部に配置するという手
段を講じた。又、少なくとも一対のモニタートラックを
該光スポットの中心に介し対称的に配置するという手段
を講じた。あるいは、少なくとも一対のリファレンスト
ラックを該光スポットの中心に関し対称的に配置すると
いう手段を講じた。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide an incremental optical encoder capable of outputting a stable index pulse. The following measures were taken to achieve this purpose. That is, the optical encoder according to the present invention has, as basic components, an encoder plate provided with an index slit indicating a reference position and an incremental slit indicating a moving amount, and a light spot on the encoder plate. A light source unit for projecting light, an index pulse for receiving light corresponding to the index slit and an incremental track for receiving light corresponding to the incremental slit, and an index pulse representing a reference position by receiving the light spot through an encoder plate; and And a light receiving unit that outputs an incremental pulse representing the movement amount. As a characteristic feature of the present invention, means for arranging the index track at the center of the light spot and arranging the incremental track at the periphery of the light spot are taken. In addition, a measure was taken to arrange at least a pair of monitor tracks symmetrically through the center of the light spot. Alternatively, a measure is taken to arrange at least one pair of reference tracks symmetrically with respect to the center of the light spot.
【0007】[0007]
【作用】本考案によればインデックストラックが光スポ
ットの中央部に配置されている。従って、光スポット径
や光スポット中心位置の変動の影響を受ける事なく、常
に安定したインデックスパルス出力を得る事ができる。
一方、インクリメンタルトラックは光スポットの周辺部
に配置される事となるが、もともと大きな受光領域を有
しており光スポットの変動の影響を受けにくい為問題と
ならない。又、一対のモニタートラックは光スポットの
中心に関し対称的に配置されている。従って、光スポッ
ト中心位置が変動した場合、一方のモニタートラックの
受光量は増大し他方のモニタートラックの受光量は減少
する事となるが、その変化量は互いに差動的あるいは相
補的である為全体の受光量に実質的な変動は生じない。
従って、一対のモニタートラックの合計受光量を用いて
光源部の発光量を安定的に制御する事ができる。同様
に、一対のリファレンストラックも光スポットの中心に
関し対称的に配置される。その合計受光量を用いてリフ
ァレンス信号あるいは参照信号とし、インデックストラ
ックからの出力信号を比較処理する事により安定してイ
ンデックスパルスを出力できる。According to the present invention, the index track is arranged at the center of the light spot. Therefore, a stable index pulse output can always be obtained without being affected by the fluctuation of the light spot diameter or the light spot center position.
On the other hand, although the incremental track is arranged at the periphery of the light spot, it does not pose a problem because it has a large light receiving area and is hardly affected by the fluctuation of the light spot. The pair of monitor tracks is symmetrically arranged with respect to the center of the light spot. Therefore, when the center position of the light spot changes, the amount of light received by one monitor track increases and the amount of light received by the other monitor track decreases, but the amount of change is differential or complementary to each other. Substantially no change occurs in the total amount of received light.
Therefore, it is possible to stably control the light emission amount of the light source unit using the total light reception amount of the pair of monitor tracks. Similarly, the pair of reference tracks are symmetrically arranged with respect to the center of the light spot. By using the total amount of received light as a reference signal or a reference signal and comparing output signals from index tracks, an index pulse can be output stably.
【0008】[0008]
【実施例】以下図面を参照して本考案の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本考案にかかるインクリメンタ
ル型光学式エンコーダの構造を示す模式的な斜視図であ
る。エンコーダ板1は円盤からなり双方向に回転可能な
様に搭載されている。その表面には基準位置を示すイン
デックススリット2が形成されている。なお、このイン
デックススリット2は黒線で示されているが実際には透
明部から構成されている。インデックススリット2の半
径方向外側には同心円状に第一のインクリメンタルスリ
ット列3が形成されている。又、インデックススリット
2の半径方向内側には第二のインクリメンタルスリット
列4も形成されている。これら一対のインクリメンタル
スリット列は同一位相及び同一ピッチで形成されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of the incremental optical encoder according to the present invention. The encoder plate 1 is formed of a disk and mounted so as to be rotatable in both directions. An index slit 2 indicating a reference position is formed on the surface. Although the index slit 2 is indicated by a black line, it is actually composed of a transparent portion. A first incremental slit row 3 is formed concentrically outside the index slit 2 in the radial direction. A second incremental slit row 4 is also formed radially inside the index slit 2. These pairs of incremental slit rows are formed with the same phase and the same pitch.
【0009】エンコーダ板1の下側にはLED等の発光
素子からなる光源部5が固定配置されており、エンコー
ダ板1に形成されたスリットに対して光スポットを投光
する。一方、エンコーダ板1を介して光源部5と対向す
る様に受光部6が固定配置されている。本例では、受光
部6は固定マスク板7と受光素子8との組み合わせから
なる。なおこれに代えて、受光素子8の受光面にマスク
板7と等価なマスク膜を形成しても良い。マスク板7に
はインデックススリット2に対応した単一の格子あるい
は開口9が形成されており、インデックストラックを規
定する。中央に位置する開口9の外側には第一格子列1
0が形成されており、第一インクリメンタルスリット列
3と対応して第一のインクリメンタルトラックを規定す
る。第一格子列10の配列ピッチはスリット列の配列ピ
ッチに一致している。第一インクリメンタルスリット列
3を透過した光は第一格子列10により断続的に変調さ
れ受光素子8により受光される。インクリメンタルスリ
ット列の通過に伴なって受光量が周期的に変動しエンコ
ーダ板1の移動量情報が得られる。中央開口9の内側に
は第二格子列11が形成されており、同様に内側の第二
インクリメンタルスリット列4に対応し第二のインクリ
メンタルトラックを規定する。第二格子列11は第一格
子列10と同一の配列ピッチを有するが互いに異なった
位相関係となっている。又、同一の格子列内においても
部分的に位相の異なった範囲が含まれている。A light source unit 5 composed of a light emitting element such as an LED is fixedly arranged below the encoder plate 1 and projects a light spot on a slit formed in the encoder plate 1. On the other hand, a light receiving section 6 is fixedly arranged so as to face the light source section 5 via the encoder plate 1. In this example, the light receiving section 6 is composed of a combination of a fixed mask plate 7 and a light receiving element 8. Alternatively, a mask film equivalent to the mask plate 7 may be formed on the light receiving surface of the light receiving element 8. A single grid or opening 9 corresponding to the index slit 2 is formed in the mask plate 7 to define an index track. Outside the opening 9 located in the center, the first grid row 1
0 is formed, and defines a first incremental track corresponding to the first incremental slit row 3. The arrangement pitch of the first lattice rows 10 matches the arrangement pitch of the slit rows. The light transmitted through the first incremental slit row 3 is intermittently modulated by the first grid row 10 and received by the light receiving element 8. As the light passes through the incremental slit row, the amount of received light fluctuates periodically, and information on the amount of movement of the encoder plate 1 is obtained. A second grid row 11 is formed inside the central opening 9, and similarly defines a second incremental track corresponding to the inner second incremental slit row 4. The second grating row 11 has the same arrangement pitch as the first grating row 10, but has a different phase relationship from each other. Further, even within the same grating row, a range where the phases are partially different is included.
【0010】図2は受光部6の平面形状を表わす。光源
部5から投光された光スポット12の照射範囲内に、前
述したインデックストラック13、第一のインクリメン
タルトラック14、第二のインクリメンタルトラック1
5が設けられている。インデックストラック13は光ス
ポット12の中心16近傍に配置された受光領域Zを含
んでいる。この受光領域Zは図1に示す開口9によって
露出した受光素子8の受光面から構成されている。第一
及び第二インクリメンタルトラック14,15はインデ
ックストラック13の両側周辺部に配置された受光領域
A1,A2,B1及びB2を含んでいる。これらの受光
領域は図1に示すマスク板7に形成された格子列によっ
て露出された受光素子8の受光面から構成されている。
4個の受光領域は全てインクリメンタルスリット列のピ
ッチと同一のピッチで区画化されているが、位相が異な
る。即ち、受光領域A1とA2は互いに180°位相が
異なっており、同様に受光領域B1とB2も互いに位相
が180°異なっている。又、第一インクリメンタルト
ラック14に属する受光領域A1とB1では位相が90
°異なっており、同様に第二インクリメンタルトラック
15に属する受光領域A2,B2についても位相が90
°異なっている。なお、図1の説明では触れなかった
が、受光領域に一対のリファレンストラック17,18
を設けている。これら一対のリファレンストラック1
7,18は光スポット中心16に関し対称的に配置され
ている。第一リファレンストラック17には受光領域R
1が含まれ、第二リファレンストラック18には他の受
光領域R2が含まれている。これらの領域R1,R2は
光源部からの入射光を定常的に受光しその光量に応じた
検出信号を出力する。FIG. 2 shows a plan view of the light receiving section 6. Within the irradiation range of the light spot 12 projected from the light source unit 5, the above-described index track 13, first incremental track 14, and second incremental track 1
5 are provided. The index track 13 includes a light receiving area Z arranged near the center 16 of the light spot 12. This light receiving area Z is constituted by the light receiving surface of the light receiving element 8 exposed by the opening 9 shown in FIG. The first and second incremental tracks 14 and 15 include light receiving areas A1, A2, B1 and B2 arranged on both sides of the index track 13. These light receiving areas are constituted by the light receiving surfaces of the light receiving elements 8 exposed by the grid lines formed on the mask plate 7 shown in FIG.
All four light receiving regions are partitioned at the same pitch as the pitch of the incremental slit row, but have different phases. That is, the light receiving regions A1 and A2 have a 180 ° phase difference from each other, and similarly, the light receiving regions B1 and B2 also have a 180 ° phase difference from each other. In the light receiving areas A1 and B1 belonging to the first incremental track 14, the phase is 90 °.
And the light receiving areas A2 and B2 belonging to the second incremental track 15 also have a phase of 90 °.
° Different. Although not described in the description of FIG. 1, the pair of reference tracks 17 and 18
Is provided. These pair of reference tracks 1
7 and 18 are arranged symmetrically with respect to the light spot center 16. The first reference track 17 has a light receiving area R
1 and the second reference track 18 includes another light receiving region R2. These regions R1 and R2 constantly receive incident light from the light source unit and output a detection signal corresponding to the amount of light.
【0011】図3に光スポット12がエンコーダ板の半
径方向内側に向って距離Sだけ変動した状態を示してい
る。この様に光スポット12が移動しても、インデック
ストラック13に属する受光領域Zはスポット中心16
近傍に配置されているので光量変化等の影響を受けず安
定したインデックスパルスを出力できる。又、スポット
中心位置ばかりでなくスポット径が変動した場合でも中
央位置にあるので周辺部に比較し悪影響を受ける事が少
ない。FIG. 3 shows a state in which the light spot 12 fluctuates by a distance S toward the inside in the radial direction of the encoder plate. Even if the light spot 12 moves in this manner, the light receiving area Z belonging to the index track 13 is located at the spot center 16.
Since it is arranged in the vicinity, it is possible to output a stable index pulse without being affected by a change in light amount or the like. In addition, even if the spot diameter fluctuates not only at the spot center position, it is located at the center position, so that it is less adversely affected than at the peripheral portion.
【0012】一方、周辺部に位置する第一及び第二リフ
ァレンストラック17,18に属する受光領域R1,R
2はスポット中心16の変動によって大きな影響を受け
受光量が著しく変化する。図3に示す例では、外側の受
光領域R1の受光量が減少し内側の受光領域R2の受光
量が増大している。これらの受光量変化は差動的であり
合計受光量には大きな変動が生じない。従って、受光領
域R1,R2からの出力を合わせた信号には実質的な変
動の影響が現われない。この様な和信号をリファレンス
に用いて受光領域Zからの出力を比較処理する事により
安定したインデックスパルスを得る事ができる。On the other hand, the light receiving regions R1, R belonging to the first and second reference tracks 17, 18 located in the peripheral portion.
2 is greatly affected by the fluctuation of the spot center 16, and the amount of received light changes significantly. In the example shown in FIG. 3, the amount of light received in the outer light receiving region R1 decreases and the amount of light received in the inner light receiving region R2 increases. These changes in the amount of received light are differential, and there is no large change in the total amount of received light. Accordingly, the signal obtained by combining the outputs from the light receiving regions R1 and R2 is not substantially affected by the fluctuation. A stable index pulse can be obtained by comparing the output from the light receiving area Z using such a sum signal as a reference.
【0013】図4に本考案の他の実施例を示す。基本的
に、図3に示す実施例と類似しており、対応する部分に
は対応する参照番号あるいは参照符号を付して理解を容
易にしている。本例でも、インデックストラック13は
光スポット12の中央部に配置され、一対のインクリメ
ンタルトラック14,15は周辺部に配置されている。
従って、インデックストラック13に含まれる受光領域
Zは光スポット12の中心16の変動あるいはスポット
径の変動に対して影響を大きく受けない。図3に示す実
施例と異なる点は、光スポット中心16に関し対称的な
位置、具体的には対角位置に一対のモニター用受光領域
D1,D2が配置されている事である。一方のモニター
用受光領域D1は一方のインクリメンタルトラック14
上に位置し、他方のモニター用受光領域D2は他方のイ
ンクリメンタルトラック15上に位置する。一対の受光
領域D1,D2は互いに対角的な位置にあるので、受光
量は差動的に変化しスポット変化の影響を相殺する事が
できる。なお、本例では第一インクリメンタルトラック
14に属する一対の受光領域A1,B1は半径方向に沿
って分離されている点で図3に示す実施例と異なる。同
様に、第二インクリメンタルトラック15に属する一対
の受光領域A2,B2についても半径方向に分離されて
いる。FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. Basically, it is similar to the embodiment shown in FIG. 3, and corresponding parts are denoted by corresponding reference numerals or reference numerals to facilitate understanding. Also in this example, the index track 13 is arranged at the center of the light spot 12, and the pair of incremental tracks 14, 15 is arranged at the periphery.
Therefore, the light receiving area Z included in the index track 13 is not significantly affected by the fluctuation of the center 16 of the light spot 12 or the fluctuation of the spot diameter. The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that a pair of monitor light receiving areas D1 and D2 are arranged at symmetrical positions with respect to the light spot center 16, specifically, at diagonal positions. One monitor light receiving area D1 is one incremental track 14
The other monitoring light receiving area D2 is located on the other incremental track 15. Since the pair of light receiving regions D1 and D2 are at diagonal positions to each other, the light receiving amount changes differentially, and the effect of the spot change can be canceled. Note that the present embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 3 in that a pair of light receiving areas A1 and B1 belonging to the first incremental track 14 are separated along the radial direction. Similarly, a pair of light receiving areas A2 and B2 belonging to the second incremental track 15 are also separated in the radial direction.
【0014】図5は比較例として、インデックストラッ
ク及びモニタートラックが光スポットの周辺部に配置さ
れた構造を示している。なお理解を容易にする為に、図
3及び図4に示す実施例と対応する部分については対応
する参照番号及び参照符号を付している。図示する様
に、インデックストラック13に含まれる受光領域Zは
光スポット12の周辺部に位置しており、スポット変化
の影響を強く受ける。又、モニタートラック19に属す
る受光領域Dも光スポット12の周辺部に位置しており
スポット変化の影響を強く受ける。FIG. 5 shows, as a comparative example, a structure in which an index track and a monitor track are arranged around a light spot. To facilitate understanding, parts corresponding to those in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are denoted by corresponding reference numerals and reference numerals. As shown in the figure, the light receiving region Z included in the index track 13 is located at the periphery of the light spot 12, and is strongly affected by the spot change. Further, the light receiving area D belonging to the monitor track 19 is also located at the periphery of the light spot 12 and is strongly affected by the spot change.
【0015】図6は図3に示した受光部に接続される処
理回路の構成例を示し、特にインデックスパルスの出力
処理部分に関する。受光領域Zから出力された検出信号
は増幅器AMPによって増幅された後、比較器CMPの
正入力端子に入力される。一方、一対のリファレンス用
受光領域R1,R2から出力された検出信号は増幅器A
MPによって各々増幅された後、加算器ADDに入力さ
れる。加算結果は適当にレベル調整された後参照信号R
EFとして前述した比較器CMPの負入力端子に入力さ
れる。比較の結果、受光領域Zからの検出信号が参照信
号REFを越えた場合にZ相インデックスパルスが出力
される。FIG. 6 shows an example of the configuration of a processing circuit connected to the light receiving section shown in FIG. 3, and particularly relates to an index pulse output processing portion. The detection signal output from the light receiving region Z is amplified by the amplifier AMP and then input to the positive input terminal of the comparator CMP. On the other hand, the detection signals output from the pair of reference light receiving regions R1 and R2
After each amplification by MP, it is input to the adder ADD. After the level of the addition is appropriately adjusted, the reference signal R
The signal EF is input to the negative input terminal of the comparator CMP. As a result of the comparison, when the detection signal from the light receiving region Z exceeds the reference signal REF, a Z-phase index pulse is output.
【0016】図7は同じく図3に示す受光部に接続され
る処理回路を示し、特にインクリメンタルパルスの出力
処理部分に関する。受光領域A1,A2から出力された
検出信号は各々増幅器AMPにより増幅された後比較器
CMPによって互いに比較処理され、A相インクリメン
タルパルスが出力される。検出信号A1,A2はインク
リメンタルスリット列の通過に伴なって周期的に変動す
る交流信号であり、1周期が1スリットの移動量分に相
当している。検出信号A1,A2は互いに位相が180
°ずれている。従って、これら一対の検出信号を比較処
理する事により、矩形波状のA相インクリメンタルパル
スが得られる。同様に、一対の検出信号B1,B2を比
較処理する事によりB相インクリメンタルパルスが得ら
れる。前述した様に、A相インクリメンタルパルスとB
相インクリメンタルパルスは位相が90°ずれている。
エンコーダ板が一方向に回転する場合にはA相インクリ
メンタルパルスはB相インクリメンタルパルスに比べて
進相となり、逆にエンコーダ板が他方向に回転する場合
には遅相になる。この様に、一対のインクリメンタルパ
ルスの位相関係を検出する事によりエンコーダ板の回転
方向を知る事が可能になる。FIG. 7 shows a processing circuit similarly connected to the light receiving section shown in FIG. 3, and particularly relates to an output processing portion of an incremental pulse. The detection signals output from the light receiving areas A1 and A2 are respectively amplified by an amplifier AMP and then compared with each other by a comparator CMP to output an A-phase incremental pulse. The detection signals A1 and A2 are alternating current signals that periodically fluctuate as they pass through the incremental slit row, and one cycle corresponds to the movement amount of one slit. The detection signals A1 and A2 have a phase of 180 with each other.
° is off. Therefore, by comparing these pair of detection signals, a rectangular wave A-phase incremental pulse can be obtained. Similarly, by comparing the pair of detection signals B1 and B2, a B-phase incremental pulse is obtained. As described above, the phase A incremental pulse and the phase B
The phase incremental pulses are 90 ° out of phase.
When the encoder plate rotates in one direction, the A-phase incremental pulse becomes faster than the B-phase incremental pulse, and when the encoder plate rotates in the other direction, it becomes slower. Thus, by detecting the phase relationship between a pair of incremental pulses, it is possible to know the rotation direction of the encoder plate.
【0017】[0017]
【考案の効果】以上説明した様に、本考案によれば、イ
ンデックストラックを光スポットの中心部に配置する事
により、光源部の発光強度のばらつきに起因する光スポ
ット径の変動や、光学式エンコーダ組み立て時の誤差等
に起因する光スポット中心のずれ等に対して影響を受け
にくくなり、安定したインクリメンタルパルスを出力で
きるという効果がある。又、少なくとも一対のリファレ
ンストラックや一対のモニタートラックを、光スポット
の中心に関し対称的に配置する事により、光スポット径
の変動や光スポット中心位置のずれ等に起因する受光量
変化を相殺もくしは補償する事ができ、安定した参照信
号あるいはモニター信号を得る事ができるという効果が
ある。As described above, according to the present invention, by arranging the index track at the center of the light spot, the variation of the light spot diameter caused by the variation of the light emission intensity of the light source unit and the optical There is an effect that it is hardly affected by a shift of the center of the light spot or the like due to an error or the like at the time of assembling the encoder, and a stable incremental pulse can be output. Further, by arranging at least one pair of reference tracks and one pair of monitor tracks symmetrically with respect to the center of the light spot, it is possible to offset a change in the amount of received light due to a change in the light spot diameter or a shift in the center position of the light spot. Has the effect that a stable reference signal or monitor signal can be obtained.
【図1】本考案にかかる光学式エンコーダの基本的な構
造を示す模式的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a basic structure of an optical encoder according to the present invention.
【図2】図1に示す光学式エンコーダに含まれる受光部
の平面形状を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a planar shape of a light receiving section included in the optical encoder shown in FIG.
【図3】同じく、光スポット位置が変動した状態を示す
模式的な平面図である。FIG. 3 is a schematic plan view showing a state in which the light spot position has changed.
【図4】本考案にかかる光学式エンコーダの他の実施例
を示す模式的な平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing another embodiment of the optical encoder according to the present invention.
【図5】比較例を示す模式的な平面図である。FIG. 5 is a schematic plan view showing a comparative example.
【図6】インデックスパルスを出力する為の処理回路を
示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a processing circuit for outputting an index pulse.
【図7】インクリメンタルパルスを出力する処理回路を
示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram illustrating a processing circuit that outputs an incremental pulse.
【図8】従来の光学式エンコーダの一般的な構造を示す
断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a general structure of a conventional optical encoder.
【図9】従来の光学式エンコーダに含まれる受光部を示
す模式的な平面図である。FIG. 9 is a schematic plan view showing a light receiving section included in a conventional optical encoder.
1 エンコーダ板 2 インデックススリット 3 第一インクリメンタルスリット列 4 第二インクリメンタルスリット列 5 光源部 6 受光部 7 マスク板 8 受光素子 9 開口 10 第一格子列 11 第二格子列 12 光スポット 13 インデックストラック 14 第一インクリメンタルトラック 15 第二インクリメンタルトラック 16 スポット中心 17 第一リファレンストラック 18 第二リファレンストラック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Encoder board 2 Index slit 3 First incremental slit row 4 Second incremental slit row 5 Light source section 6 Light receiving section 7 Mask plate 8 Light receiving element 9 Opening 10 First grid row 11 Second grid row 12 Light spot 13 Index track 14th One incremental track 15 Second incremental track 16 Spot center 17 First reference track 18 Second reference track
Claims (3)
び移動量を示すインクリメンタルスリットが互いに隣接
して設けられたエンコーダ板と、エンコーダ板に対して
光スポットを投光する光源部と、インデックススリット
に対応した受光用のインデックストラック及びインクリ
メンタルスリットに対応した受光用のインクリメンタル
トラックを備えエンコーダ板を介して該光スポットを受
光する事により基準位置を表わすインデックスパルス及
び移動量を表わすインクリメンタルパルスを出力する受
光部とからなる光学式エンコーダにおいて、前記インデ
ックストラックは該光スポットの中心部に配置されてい
るとともに前記インクリメンタルトラックは該光スポッ
トの周辺部に配置されている事を特徴とする光学式エン
コーダ。1. An encoder plate provided with an index slit indicating a reference position and an incremental slit indicating an amount of movement, a light source unit for projecting a light spot on the encoder plate, and an index slit. A light receiving unit that includes a light receiving index track and a light receiving incremental track corresponding to an incremental slit, and outputs an index pulse representing a reference position and an incremental pulse representing a moving amount by receiving the light spot via an encoder plate; The optical encoder according to claim 1, wherein the index track is disposed at a central portion of the light spot, and the incremental track is disposed at a peripheral portion of the light spot.
された少なくとも一対のリファレンストラックを含む事
を特徴とする請求項1記載の光学式エンコーダ。2. The optical encoder according to claim 1, wherein the optical encoder includes at least a pair of reference tracks arranged symmetrically with respect to the center of the light spot.
された少なくとも一対のモニタートラックを含む事を特
徴とする請求項1記載の光学式エンコーダ。3. The optical encoder according to claim 1, further comprising at least one pair of monitor tracks symmetrically arranged with respect to the center of the light spot.
Priority Applications (1)
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1992
- 1992-07-03 JP JP5277592U patent/JP2570510Y2/en not_active Expired - Fee Related
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