JP3121874B2 - Optical fiber encoder - Google Patents
Optical fiber encoderInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバエンコー
ダに関し、特に、パターンの1つとして反射部と非反射
部が交互に形成され、1ピッチ内が反射部と非反射部の
割合いが半々に形成されている温度補償用トラックを設
け、このトラックから得られる温度補償用信号の電圧
は、反射時の反射光量が全反射時の約半分となることに
より角度又は速度検出用信号(1又は0)の半分のレベ
ルとするための新規な改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber encoder, and in particular, a reflection section and a non-reflection section are alternately formed as one of the patterns, and the ratio of the reflection section and the non-reflection section in one pitch is evenly divided. The formed temperature compensating track is provided, and the voltage of the temperature compensating signal obtained from this track is changed to an angle or speed detecting signal (1 or 0) by the amount of reflected light at the time of reflection being about half that at the time of total reflection. ) For a new improvement to half the level.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、一般に採用されていた光ファイバ
エンコーダの場合、その角度、又は、速度検出用信号と
しては、図5に示されるように、実線で示す角度又は速
度検出用信号Aの1レベルの位置に温度補償用信号Bが
出力されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in the case of an optical fiber encoder generally employed, as an angle or speed detection signal, as shown in FIG. 5, one of an angle or speed detection signal A indicated by a solid line is used. The temperature compensation signal B was output at the level position.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバエン
コーダは、以上のように構成されていたため、次のよう
な課題が存在していた。すなわち、温度補償用信号が、
全反射によるトラックを用い常時1レベルの信号を得る
ようにしていたため、温度の変化による0レベルの動き
までは補償することができず、1レベルの補償を行うこ
としか達成できず、検出信号の精度を向上させることが
極めて困難であった。The conventional optical fiber encoder has the following problems since it has been configured as described above. That is, the temperature compensation signal is
Since a one-level signal is always obtained by using a track based on total reflection, it is not possible to compensate for a zero-level movement due to a change in temperature, and it is only possible to achieve one-level compensation. It was extremely difficult to improve the accuracy.
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、パターン内に反射部と非反
射部が交互に形成され、1ピッチ内の反射部と非反射部
の割合いが半々に形成されている温度補償用トラックを
設け、このトラックから得られる温度補償用信号の電圧
は、反射時の反射光量が全反射時の約半分となることに
より角度又は速度検出用信号(1又は0)の半分のレベ
ルとした光ファイバエンコーダを提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and in particular, a reflection portion and a non-reflection portion are alternately formed in a pattern, and the reflection portion and the non-reflection portion within one pitch are formed. A temperature compensating track is formed in which the ratio is formed in half, and the voltage of the temperature compensating signal obtained from this track is used to detect the angle or speed by detecting that the amount of reflected light at the time of reflection is about half that at the time of total reflection. It is an object of the present invention to provide an optical fiber encoder in which a signal (1 or 0) has a half level.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
エンコーダは、発光体からの光を、光ファイバを介して
移動体に形成された第1、第2、第3パターンに案内
し、この第1、第2、第3パターンからの反射による検
出光を受光体により検出するようにした光ファイバエン
コーダにおいて、前記第1パターンは、前記光ファイバ
のコア径よりも短いピッチを有しかつ反射部と非反射部
が交互に形成された温度補償用トラックを有すると共
に、前記ピッチ内は前記反射部と前記非反射部の割合い
が半々で形成されている構成である。SUMMARY OF THE INVENTION An optical fiber encoder according to the present invention guides light from a light emitter to first, second, and third patterns formed on a movable body via an optical fiber. In an optical fiber encoder wherein light detected by reflection from first, second, and third patterns is detected by a photoreceptor, the first pattern has a pitch shorter than a core diameter of the optical fiber and a reflecting portion. And a non-reflection portion are formed alternately, and the pitch is formed such that the ratio of the reflection portion and the non-reflection portion is half and half in the pitch.
【0006】さらに詳細には、前記移動体は、回転体よ
りなる構成である。[0006] More specifically, the moving body is constituted by a rotating body.
【0007】さらに詳細には、前記移動体は、直線移動
体よりなる構成である。[0007] More specifically, the moving body is constituted by a linear moving body.
【0008】[0008]
【作用】本発明による光ファイバエンコーダにおいて
は、前述のように、反射部と非反射部とが交互に形成さ
れた温度補償用トラックの反射部と非反射部の割合いが
半々に形成されたピッチLが光ファイバのコア径よりも
短いため、この光ファイバから得られる温度補償用信号
の出力電圧は、角度又は速度検出用信号の1と0レの信
号の光量の半分すなわち中心に位置する出力レベルであ
り、そのため、温度変化が生じても、温度補償用信号は
常に角度又は速度検出用信号の中心となり、1レベル及
び0レベルの何れのレベルの補償もすることができる。In the optical fiber encoder according to the present invention, as described above, the proportion of the reflection part and the non-reflection part of the temperature compensating track in which the reflection part and the non-reflection part are alternately formed is formed in half. Since the pitch L is shorter than the core diameter of the optical fiber, the output voltage of the temperature compensation signal obtained from this optical fiber is located at half of the light quantity of the 1 or 0 angle or speed detection signal, that is, at the center. This is an output level, and therefore, even if a temperature change occurs, the temperature compensation signal always becomes the center of the angle or speed detection signal, and can compensate for any of the 1 level and the 0 level.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面と共に本発明による光ファイバエ
ンコーダの好適な実施例について詳細に説明する。図1
から図4までは、本発明による光ファイバエンコーダを
示すためのもので、図1は構成図、図2は光ファイバを
示す拡大斜視図、図3はパターン図、図4は出力電圧を
示す特性図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the optical fiber encoder according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG.
1 to 4 show an optical fiber encoder according to the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an optical fiber, FIG. 3 is a pattern diagram, and FIG. FIG.
【0010】すなわち、図1において符号1で示される
ものは、ケーシング2内に軸受3を介して回転自在に設
けられた回転軸であり、この回転軸1の上部には、図3
に示す所定のパターン形状からなる第1パターン4、第
2パターン5及び第3パターン6をその表面7aに有す
る回転板29が一体状に取付けられている。この第1パ
ターン4は温度補償用トラックを構成しており、この温
度補償用トラックは、図3のように、反射部4aと非反
射部4bとが交互に連続して形成されている。That is, what is indicated by the reference numeral 1 in FIG. 1 is a rotating shaft rotatably provided in a casing 2 via a bearing 3.
A rotating plate 29 having a first pattern 4, a second pattern 5, and a third pattern 6 having a predetermined pattern shape shown on the surface 7a thereof is integrally mounted. The first pattern 4 constitutes a track for temperature compensation, and the track for temperature compensation has, as shown in FIG. 3, reflection portions 4a and non-reflection portions 4b formed alternately and continuously.
【0011】前記ケーシング2には、光コネクタ8が設
けられており、この光コネクタ8には、第1光ファイバ
9を介して光分配器10が接続されており、この光分配
器10には、各々長さが大幅に異なる第2光ファイバ1
1、第3光ファイバ12及び第4光ファイバ13が設け
られている。An optical connector 8 is provided in the casing 2, and an optical distributor 10 is connected to the optical connector 8 via a first optical fiber 9. , The second optical fibers 1 each having a significantly different length
1, a third optical fiber 12 and a fourth optical fiber 13 are provided.
【0012】前記第2光ファイバ11の第1検出用光出
口11aは前記第1パターン4上に対応して位置し、前
記第4光ファイバ12の第2検出用光出口12aは前記
第2パターン5上に対応して位置し、さらに、前記第4
光ファイバ13の第2検出用光出口13aは前記第3パ
ターン6上に対応して位置していると共に、第2光ファ
イバ11の内径であるコア径dは第1パターン4のピッ
チLに対し、d>Lの関係である。また、このピッチL
内における前記反射部4aと非反射部4bとは図3で示
されているようにその割合いが半々に形成されている。The first detection light outlet 11a of the second optical fiber 11 is positioned corresponding to the first pattern 4, and the second detection light outlet 12a of the fourth optical fiber 12 is connected to the second pattern. 5 correspondingly, and the fourth
The second detection light outlet 13 a of the optical fiber 13 is located corresponding to the third pattern 6, and the core diameter d which is the inner diameter of the second optical fiber 11 is smaller than the pitch L of the first pattern 4. , D> L. Also, this pitch L
As shown in FIG. 3, the ratio of the reflection portion 4a and the non-reflection portion 4b is formed in half.
【0013】なお、前述の各光ファイバ11、12及び
13の前記光分配器10からの長さは、符号で示すと、
11<12<13の関係に構成されている。前記光コネ
クタ8には、単芯光ファイバである第5光ファイバ14
を介して光結合器15に結合されており、この光結合器
15には、人力用光ファイバ16が発光体17に対向し
て設けられている。The length of each of the optical fibers 11, 12, and 13 from the optical distributor 10 is represented by a code.
11 <12 <13. The optical connector 8 has a fifth optical fiber 14 which is a single-core optical fiber.
The optical coupler 15 is provided with a human-powered optical fiber 16 facing the light-emitting body 17.
【0014】前記光結合器15に設けられた出力用光フ
ァイバ18の出力用光出口18aには、受光体19が対
向して配設されている。A photoreceptor 19 is disposed opposite the output light outlet 18a of the output optical fiber 18 provided in the optical coupler 15.
【0015】本発明による光ファイバエンコーダは、前
述したように構成されており、以下に、その動作につい
て説明する。まず、発光体17からの光は、人力用光フ
ァイバ16、光結合器15、第5光ファイバ14、光コ
ネクタ8、第1光ファイバ9、光分配器10を介して、
各光ファイバ11、12及び13の各検出用光出口11
a、12a及び13aを介して各パターン4、5及び6
上に到達する。The optical fiber encoder according to the present invention is configured as described above, and its operation will be described below. First, light from the light emitter 17 is transmitted through the optical fiber for human power 16, the optical coupler 15, the fifth optical fiber 14, the optical connector 8, the first optical fiber 9, and the optical distributor 10,
Each detection light outlet 11 of each optical fiber 11, 12 and 13
a, 12a and 13a, each pattern 4, 5 and 6
Reach the top.
【0016】これらの各光ファイバ11、12及び13
の長さは、各々異なり前述の関係に設定されているた
め、第2光ファイバ11からの光が最も早く第1パター
ン4に到達して、第1パターン4を読み取り、その読み
取った光信号は、前述の経路を逆に経て出力用光ファイ
バ18の出力用光出口18aから受光体19によって受
信される。Each of these optical fibers 11, 12 and 13
Are different from each other and are set to the above-described relationship, the light from the second optical fiber 11 reaches the first pattern 4 earliest, reads the first pattern 4, and the read optical signal is The light is received by the photoreceptor 19 from the output light outlet 18a of the output optical fiber 18 through the above-described path in reverse.
【0017】また、他の第3光ファイバ12及び第4光
ファイバ13を経て、第2パターン5及び第3パターン
6を読み取った光信号は、各々最初の光信号よりも遅れ
た時間差をともなってシリアル信号として受光体19に
受信される。The optical signals obtained by reading the second pattern 5 and the third pattern 6 through the other third optical fiber 12 and the fourth optical fiber 13 have a time difference delayed from the first optical signal. The light is received by the photoreceptor 19 as a serial signal.
【0018】従って、この受光体19からは、前記各パ
ターン4、5及び6のパターンを読み取ったシリアル信
号が、互いに、時間差を有して受光体19に読み取ら
れ、第1パターン4による温度補償用信号B及び回転軸
1の回転数及び回転角度等の角度又は速度検出用信号A
を得ることができる。Accordingly, the serial signals obtained by reading the patterns 4, 5 and 6 are read out from the photoreceptor 19 with a time difference from each other, and the temperature is compensated by the first pattern 4. Signal B and angle or speed detection signal A such as the number of rotations and rotation angle of the rotating shaft 1
Can be obtained.
【0019】なお、この温度補償用信号Bは、前述のd
>Lの関係により、その出力電圧は前述のように、ピッ
チL内の反射部4aと非反射部4bの割合いが半々であ
るため、反射光量は全反射の半分となり、図4で示され
るように前記角度又は速度検出用信号Aの1レベルと0
レベルの1/2のレベルとなるため、温度変化が生じた
場合でも、この温度補償用信号Bは、常に、角度又は速
度検出用信号Aの1レベルと0レベルの中心に位置し、
温度変化による0レベルの変動を含めた温度補償を行う
ことができる。また、前述の実施例では、移動体29を
回転体としたが、直線移動形とした場合も同様の作用効
果が得られる。The temperature compensating signal B is equal to the aforementioned d.
Due to the relationship> L, as described above, the ratio of the reflection portion 4a and the non-reflection portion 4b within the pitch L is half, so that the amount of reflected light is half of the total reflection, as shown in FIG. As described above, one level of the angle or speed detection signal A and 0
Since the level is 1 / of the level, even when a temperature change occurs, the temperature compensation signal B is always located at the center between the 1 level and the 0 level of the angle or speed detection signal A,
It is possible to perform temperature compensation including a 0 level fluctuation due to a temperature change. Further, in the above-described embodiment, the moving body 29 is a rotating body. However, a similar effect can be obtained when the moving body 29 is a linear moving type.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明による光ファイバエンコーダは、
以上のように構成されているため、次のような効果を得
ることができる。すなわち、温度補償用トラックの第1
パターンを反射部と非反射部の繰返し型とすると共に、
ピッチ内の反射部と非反射部の割合いを半々とし、その
ピッチと光ファイバの内径であるコア径dとの関係をd
>Lとしたため、温度補償用信号における光量が全反射
の半分となり角度又は速度検出用信号の半分のレベルと
なり、常に中心にくるため、従来の温度補償用信号と異
なり、0レベルの動きまで補償することができる。The optical fiber encoder according to the present invention has the following features.
With the above configuration, the following effects can be obtained. That is, the first of the temperature compensating trucks
While making the pattern a repetitive type of reflective part and non-reflective part,
The ratio of the reflection part and the non-reflection part in the pitch is halved, and the relationship between the pitch and the core diameter d which is the inner diameter of the optical fiber is represented by
> L, the amount of light in the temperature compensation signal is half of the total reflection and is half the level of the angle or speed detection signal, and is always at the center. can do.
【図1】本発明による光ファイバエンコーダを示す構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical fiber encoder according to the present invention.
【図2】図1の光ファイバを示す拡大斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the optical fiber of FIG.
【図3】図1の第1パターン(温度補償用トラック)を
示す展開図である。FIG. 3 is a development view showing a first pattern (temperature compensation track) of FIG. 1;
【図4】出力信号を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing an output signal.
【図5】従来の光ファイバエンコーダの出力信号を示す
波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram showing an output signal of a conventional optical fiber encoder.
4 パターン(温度補償用トラック) 4a 反射部 4b 非反射部 5 パターン 6 パターン d コア径(内径) 11 光ファイバ 12 光ファイバ 13 光ファイバ 17 発光体 19 受光体 21 受光体 L ピッチ 4 pattern (track for temperature compensation) 4a reflective part 4b non-reflective part 5 pattern 6 pattern d core diameter (inner diameter) 11 optical fiber 12 optical fiber 13 optical fiber 17 light emitter 19 light receiver 21 light receiver L pitch
Claims (3)
1、12、13・・・)を介して移動体(29)に形成された第
1、第2、第3パターン(4、5、6)に案内し、この第
1、第2、第3パターン(4、5、6)からの反射による検
出光を受光体(19)により検出するようにした光ファイバ
エンコーダにおいて、前記第1パターン(4)は、前記光
ファイバ(11)のコア径(d)よりも短いピッチ(L)を有し
かつ反射部(4a)と非反射部(4b)が交互に形成された温度
補償用トラックを有すると共に、前記ピッチ(L)内は前
記反射部(4a)と前記非反射部(4b)の割合いが半々で形成
されていることを特徴とする光ファイバエンコーダ。The light from the luminous body (17) is transmitted to an optical fiber (1).
1, 12, 13...) To the first, second, and third patterns (4, 5, 6) formed on the moving body (29), and the first, second, and third patterns are guided. In an optical fiber encoder configured to detect light detected by reflection from a pattern (4, 5, 6) by a photoreceptor (19), the first pattern (4) has a core diameter of the optical fiber (11). d) having a pitch (L) shorter than that and having a track for temperature compensation in which the reflection part (4a) and the non-reflection part (4b) are formed alternately, and the reflection part ( An optical fiber encoder characterized in that the ratio of 4a) to the non-reflection portion (4b) is formed in half.
を特徴とする請求項1記載の光ファイバエンコーダ。2. The optical fiber encoder according to claim 1, wherein said moving body comprises a rotating body.
ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバエンコー
ダ。3. The optical fiber encoder according to claim 1, wherein said moving body (29) comprises a linear moving body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03207903A JP3121874B2 (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Optical fiber encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03207903A JP3121874B2 (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Optical fiber encoder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545178A JPH0545178A (en) | 1993-02-23 |
| JP3121874B2 true JP3121874B2 (en) | 2001-01-09 |
Family
ID=16547486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03207903A Expired - Lifetime JP3121874B2 (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Optical fiber encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121874B2 (en) |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP03207903A patent/JP3121874B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545178A (en) | 1993-02-23 |
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