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JPH0820206B2 - Drive system - Google Patents

Drive system

Info

Publication number
JPH0820206B2
JPH0820206B2 JP62124145A JP12414587A JPH0820206B2 JP H0820206 B2 JPH0820206 B2 JP H0820206B2 JP 62124145 A JP62124145 A JP 62124145A JP 12414587 A JP12414587 A JP 12414587A JP H0820206 B2 JPH0820206 B2 JP H0820206B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light reflection
signal
optical pickup
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62124145A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63289403A (en
Inventor
裕敏 山本
英夫 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinmaywa Industries Ltd
Original Assignee
Shin Meiva Industry Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Meiva Industry Ltd filed Critical Shin Meiva Industry Ltd
Priority to JP62124145A priority Critical patent/JPH0820206B2/en
Publication of JPS63289403A publication Critical patent/JPS63289403A/en
Publication of JPH0820206B2 publication Critical patent/JPH0820206B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、アクチュエータを備えた駆動システムに
おいて、当該アクチュエータの固定部と可動部との相対
的位置関係を検出するための技術の改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improvement in a technique for detecting a relative positional relationship between a fixed part and a movable part of an actuator in a drive system including the actuator.

(従来の技術とその問題点) モータなどのアクチュエータを備えた駆動システムの
駆動制御を行なうためには、アクチュエータの固定部と
可動部との相対的位置関係を正確に知ることが必要であ
る。このような目的で使用される位置検出装置として代
表的なものはエンコーダであるが、その中でも高い分解
能を得る必要があるときには光学式エンコーダが使用さ
れる。
(Prior Art and Its Problems) In order to perform drive control of a drive system including an actuator such as a motor, it is necessary to accurately know the relative positional relationship between the fixed portion and the movable portion of the actuator. A typical position detecting device used for such a purpose is an encoder. Among them, an optical encoder is used when it is necessary to obtain high resolution.

周知のように、従来の光学式エンコーダは、ディスク
面にスリットの配列を設けて、このスリットを透過する
光を検出するものである。このため、従来の光学式エン
コーダの分解能はスリットの幅およびスリット間の間隔
によって制限されるものであって、実用上は、スリット
幅として約8μmが限界となっている。
As is well known, the conventional optical encoder is provided with an array of slits on the disk surface and detects light transmitted through the slits. Therefore, the resolution of the conventional optical encoder is limited by the width of the slits and the distance between the slits, and the practical limit is about 8 μm as the slit width.

一方、産業用ロボットの駆動に用いられるようなアク
チュエータでは、極めて高い分解能が必要とされること
も少なくない。このため、従来の光学式エンコーダを用
いてさらに分解能を高めようとする場合には、スリット
と光検出器との位置関係に応じて三角関数的に変化する
光検出信号を発生させ、これをレベル分割して位置検出
信号を得ている。しかしながら、このような分割に用い
られる分割器は高価であるため、上記のような分割によ
って分解能を高めようとすると、システム全体のコスト
アップを招いてしまう。また、三角関数的な光検出信号
を正確に得るためには、光学式エンコーダの組立て精度
や取付け精度を高めねばならず、システムの製造工程を
複雑化させることになる。
On the other hand, actuators used to drive industrial robots often require extremely high resolution. Therefore, when trying to further increase the resolution using a conventional optical encoder, a photodetection signal that changes in a trigonometric function according to the positional relationship between the slit and the photodetector is generated and this level is set. The position detection signal is obtained by division. However, since the divider used for such division is expensive, if the resolution is increased by the division as described above, the cost of the entire system increases. Further, in order to accurately obtain a trigonometric function light detection signal, the assembling accuracy and the mounting accuracy of the optical encoder must be increased, which complicates the manufacturing process of the system.

さらに、従来の光学式エンコーダでは、スリット幅を
狭くすると高次回折光の影響が相対的に大きくなるた
め、ディスクに近接して、窓を持ったマスクを設けねば
ならない。そして、マスクによる高次回折光の遮蔽効果
を十分に発揮させるために、ディスクとマスクとの間の
ギャップは10μm程度の小さな距離とされている。とこ
ろが、ディスクはアクチュエータの可動部側に取付けら
れているのに対して、マスクは固定部側に固定されてい
るため、アクチュエータの運動に伴ってディスクとマス
クとは相対的に回転する。このため、外力や温度変化に
よるディスクやマスクのたわみ、それに回転に伴う振れ
などが生ずると、可動部の回転によってディスクとマス
クとは衝突し、それらが破壊されてしまう。したがっ
て、このような光学式エンコーダは、振動や温度変化な
どの大きな悪環境下で使用することが困難である。ま
た、剛性などの問題があるため、ディスクの径を大きく
して分解能を上げることもできない。ギヤなどの伝道機
構を用いて光学式エンコーダとアクチュエータとを連結
した場合にも、バックラッシュや剛性低下の影響によっ
て実質的に分解能が低下してしまう。
Further, in the conventional optical encoder, since the influence of the high-order diffracted light becomes relatively large when the slit width is narrowed, a mask having a window must be provided close to the disc. The gap between the disc and the mask is set to a small distance of about 10 μm in order to sufficiently exert the effect of shielding the high-order diffracted light by the mask. However, since the disc is attached to the movable portion side of the actuator, while the mask is fixed to the fixed portion side, the disc and the mask relatively rotate with the movement of the actuator. For this reason, when the disk or mask is deflected due to an external force or temperature change, and when the disk shakes due to the rotation, the disk and the mask collide with each other due to the rotation of the movable part, and they are destroyed. Therefore, such an optical encoder is difficult to use in a severe adverse environment such as vibration or temperature change. Further, because of problems such as rigidity, it is not possible to increase the disc diameter to improve the resolution. Even when the optical encoder and the actuator are connected by using a transmission mechanism such as a gear, the resolution is substantially reduced due to the influence of backlash and reduction in rigidity.

このように、従来の光学式エンコーダを備えた駆動シ
ステムては、安価かつ容易に位置検出の分解能を高める
ことができず、汎用性も低いという問題があった。
As described above, the conventional drive system including the optical encoder has a problem that the position detection resolution cannot be improved inexpensively and easily and the versatility is low.

(発明の目的) この発明は従来技術における上述の問題の克服を意図
しており、容易かつ安価に位置検出の分解能を高めるこ
とができるとともに、汎用性も高い駆動システムを提供
することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention is intended to overcome the above-mentioned problems in the prior art, and an object of the present invention is to provide a drive system that can easily and inexpensively increase the resolution of position detection and has high versatility. To do.

(目的を達成するための手段) 上述の目的を達成するため、この発明は、所定の固定
部と可動部との相対運動によって被駆動体を駆動するア
クチュエータと、前記アクチュエータに取付けられて前
記固定部と前記可動部との相対的位置関係に応じた位置
検出信号を発生する位置検出装置とを備えた駆動システ
ムにおいて、前記位置検出装置を、(a)所定の規則で
配列した光反射ピット群を有し、前記可動部側に直付け
された光反射体と、(b)前記固定部に対して固定的位
置関係にある場所に取付けられるとともに自動焦点制御
装置によって前記光反射体上に焦点を結ぶ検出光を照射
し、前記検出光が前記光反射ピットで反射されることに
よって得られる反射光を検出して当該検出結果に応じた
光検出信号を発生する反射型の光ピックアップとを有す
る装置とし、前記位置検出信号を前記光ピックアップか
らの光検出信号に基いて発生させる。
(Means for Achieving the Object) In order to achieve the above object, the present invention provides an actuator for driving a driven body by a relative movement between a predetermined fixed portion and a movable portion, and the fixed member attached to the actuator. In a drive system including a position detection device that generates a position detection signal according to a relative positional relationship between a movable portion and the movable portion, the position detection device includes (a) a group of light reflection pits arranged according to a predetermined rule. And (b) a light reflector directly attached to the movable portion side, and (b) attached to a place having a fixed positional relationship with the fixed portion, and focusing on the light reflector by an automatic focus control device. Of the reflection type optical pickup that emits a detection light that connects the two and detects the reflected light obtained by the detection light being reflected by the light reflection pits and generates a light detection signal according to the detection result. And a position detection signal generated based on the light detection signal from the optical pickup.

そして、前記アクチュエータはダイレクトドライブモ
ータであり、前記固定部および前記可動部はそれぞれ、
前記ダイレクトドライブモータのステータおよびロータ
であって、このロータが単一のベアリングによって前記
ステータ側から支持されている。
The actuator is a direct drive motor, and the fixed part and the movable part are respectively
A stator and a rotor of the direct drive motor, the rotor being supported from the stator side by a single bearing.

さらに、前記光反射体と前記光ピックアップとが、前
記ベアリングの近傍の位置に互いに対向して取付けられ
ている。
Further, the light reflector and the optical pickup are mounted at positions near the bearing so as to face each other.

なお、この発明において「光反射体を可動部側に直付
けする。」とは、ギヤなどの伝導機構を介さずに取付け
ることを言う。従って、単なる取付部材を介して取付け
ることは、この発明から排除されるものではない。
In the present invention, "directly attach the light reflector to the movable portion side" means to attach it without a transmission mechanism such as a gear. Therefore, mounting via a simple mounting member is not excluded from the present invention.

(実施例) A.アクチュエータの構成 第1図は、この発明の第1の実施例である駆動システ
ムの要部模式断面図であり、この実施例では、アクチュ
エータとしてダイレクトドライブモータが使用されてい
る。同図において、このダイレクトドライブモータ1で
は、円筒形のステータハウジング2の内周部にステータ
3が固定されている。このステータ3は、ステータコア
4内のスロット(図示せず)を通して巻回されたステー
タ巻線5を備えている。
(Embodiment) A. Configuration of Actuator FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a drive system according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a direct drive motor is used as an actuator. . In this figure, in this direct drive motor 1, a stator 3 is fixed to the inner peripheral portion of a cylindrical stator housing 2. The stator 3 includes a stator winding 5 wound through a slot (not shown) in the stator core 4.

一方、ステータハウジング2の上端内周面にはクロス
ローラベアリングや4点接触型ボールベアリングなどの
ベアリング6が配設されている。このベアリング6は、
ステータハウジング2の内周段差部と固定リング7とに
よって挾持されている。そして、ベアリング6の内側に
ロータシャフト9が挿入されている。
On the other hand, a bearing 6 such as a cross roller bearing or a four-point contact type ball bearing is arranged on the inner peripheral surface of the upper end of the stator housing 2. This bearing 6
It is held between the inner circumferential stepped portion of the stator housing 2 and the fixed ring 7. The rotor shaft 9 is inserted inside the bearing 6.

ロータシャフト9は、上部ロータシャフト9aおよび下
部ロータシャフト9bの組合せによって形成されており、
それらによってロータ8が支持されている。ロータ8
は、ロータヨーク11と、その周辺に取付けられたマグネ
ット12とを有している。また、上部ロータシャフト9aの
外周段差部と出力フランジ13とによって、ベアリング6
の内周部が挾持されている。
The rotor shaft 9 is formed by a combination of the upper rotor shaft 9a and the lower rotor shaft 9b,
The rotor 8 is supported by them. Rotor 8
Has a rotor yoke 11 and a magnet 12 attached to the periphery thereof. In addition, the outer peripheral step portion of the upper rotor shaft 9a and the output flange 13 allow the bearing 6
The inner periphery of the is held.

したがって、ステータ巻線5に交流電流を流すことに
より、ロータ8と出力フランジ13との結合体は、図のα
方向に回転し、出力フランジ13に連結した被駆動体(図
示せず)が回転駆動される。
Therefore, by applying an alternating current to the stator winding 5, the combined body of the rotor 8 and the output flange 13 is
The driven body (not shown) that rotates in the direction and is connected to the output flange 13 is rotationally driven.

さらに、ステータハウジング2の下部には穴あき円板
状の底板14が取付けられており、底板14の中央穴の内周
面14aと下部ロータシャフト9bとの間には、磁性流体シ
ールやゴムシールなどのシール材15が設けられている。
このため、ステータハウジング2の内部は実質的に密閉
されており、ダイレクトドライブモータ1の外部に存在
する塵埃や水分、それに薬品などがステータハウジング
2の内部に入り込まないような防塵構造となっている。
Further, a bottom plate 14 having a circular plate shape with holes is attached to a lower portion of the stator housing 2, and a magnetic fluid seal, a rubber seal, or the like is provided between the inner peripheral surface 14a of the central hole of the bottom plate 14 and the lower rotor shaft 9b. The sealing material 15 is provided.
For this reason, the inside of the stator housing 2 is substantially hermetically sealed, and has a dustproof structure in which dust, water, chemicals, etc. existing outside the direct drive motor 1 do not enter the inside of the stator housing 2. .

なお、このシール材15はあくまでシール用のものであ
って、ロータ8の支持は単一のベアリング6によってな
されている。
The sealing material 15 is for sealing only, and the rotor 8 is supported by the single bearing 6.

B.位置検出装置の概略構成 このダイレクトドライブモータ1内には、ステータ3
とロータ8との相対的位置関係(回転角度関係)を検出
する位置検出装置の検知部が設けられている。この検知
部は、光反射ディスク20、光ピックアップ30、およびオ
プティカルセンサ40a,40bをその主要構成要素としてい
る。
B. Schematic configuration of position detection device In this direct drive motor 1, a stator 3
A detection unit of a position detection device that detects a relative positional relationship (rotational angle relationship) between the rotor 8 and the rotor 8 is provided. This detection unit has the light reflection disk 20, the optical pickup 30, and the optical sensors 40a and 40b as its main constituent elements.

このうち、光反射ディスク20は、穴あき円盤状であっ
て、上部ロータシャフト9aの外周段差部に直付けされて
おり、その光反射面(後述する。)が、ベアリング6と
反対の向き(図示例では下向き)となるように配置され
ている。
Of these, the light reflection disk 20 has a disk shape with a hole and is directly attached to the outer peripheral stepped portion of the upper rotor shaft 9a, and its light reflection surface (described later) faces in the opposite direction to the bearing 6 ( In the illustrated example, it is arranged so as to face downward).

また、光ピックアップ30およびオプティカルセンサ40
a,40bは、円周まわりに所定の角度間隔を隔てて配置さ
れており、それぞれが支持部材16によってステータハウ
ジング2に支持されている。換言すれば、これらの光ピ
ックアップ30およびオプティカルセンサ40a,40bは、ス
テータ4に対して固定的位置関係にある場所に設けられ
ていることになる。そして、光ピックアップ30およびオ
プティカルセンサ40a,40bのそれぞれの光検出ヘッドは
光反射ディスク20の光反射面に対向しており、これらと
光反射ディスク20との間のギャップは約2mmとされてい
る。
In addition, the optical pickup 30 and the optical sensor 40
The a and 40b are arranged at predetermined angular intervals around the circumference, and each is supported by the stator housing 2 by the support member 16. In other words, the optical pickup 30 and the optical sensors 40a and 40b are provided in a fixed positional relationship with the stator 4. The light detection heads of the optical pickup 30 and the optical sensors 40a and 40b face the light reflection surface of the light reflection disk 20, and the gap between these and the light reflection disk 20 is about 2 mm. .

この光ピックアップ30およびオプティカルセンサ40a,
40bは、後述する原理によってステータ3とロータ8と
の相対的角度位置関係に応じた光検出信号を発生し、こ
の光検出信号を信号処理回路(第1図中には図示せ
ず。)に転送する。
This optical pickup 30 and the optical sensor 40a,
40b generates a light detection signal according to the relative angular positional relationship between the stator 3 and the rotor 8 according to the principle described later, and the light detection signal is sent to a signal processing circuit (not shown in FIG. 1). Forward.

C.光反射ディスク これらのうち、光反射ディスク20は、光学式DAD(デ
ジタルオーディオディスク)として音響工学において使
用されているものと類似の構成を持っている。すなわ
ち、第2A図中に部分拡大断面模式図として示すように、
ポリカーボネートなどから成る透明基板21の表面に所定
の規則で線状ピット22を形成し、その表面にアルミ薄膜
などの光反射膜23と、硬質樹脂製の保護層24とを積層さ
せている。このため、透明基板21の表面は光反射面Qと
なっており、ピット22も光反射ピットとしての性質を有
している。
C. Light Reflecting Disc Among these, the light reflecting disc 20 has a configuration similar to that used in acoustic engineering as an optical DAD (digital audio disc). That is, as shown as a partially enlarged sectional schematic view in FIG. 2A,
Linear pits 22 are formed on a surface of a transparent substrate 21 made of polycarbonate or the like according to a predetermined rule, and a light reflection film 23 such as an aluminum thin film and a protective layer 24 made of a hard resin are laminated on the surface. Therefore, the surface of the transparent substrate 21 is a light reflecting surface Q, and the pit 22 also has a property as a light reflecting pit.

この光反射ピット22の深さは、光ピックアップ30から
照射される検出光Lの波長λのn/4倍程度(nは波長λ
の光に対する透明基板1の屈折率)とされている。した
がって、光反射ピット22で反射された光と、光反射膜23
の平坦面25で反射された光との位相差はπとなる。その
結果、検出光Lの照射スポット内に光反射ピット22と平
坦面25とがどのような面積比で存在しているか、換言す
れば、光反射ディスク20のx方向の回転位置に応じて、
これらの光の干渉成分を含んだ反射光Rの強度が変化す
る。このため、この反射光Rの強度を検知することによ
って、光反射ディスク20と光ピックアップ30との相対的
角度位置関係が検出される。このような光干渉原理につ
いての詳細は、たとえば「コンパクトディスク読本」
(中島平太郎他,オーム社,昭和57年)第90頁他に記載
されている。
The depth of the light reflection pit 22 is about n / 4 times the wavelength λ of the detection light L emitted from the optical pickup 30 (n is the wavelength λ
Of the transparent substrate 1). Therefore, the light reflected by the light reflection pit 22 and the light reflection film 23
The phase difference from the light reflected by the flat surface 25 of is π. As a result, in what area ratio the light reflection pit 22 and the flat surface 25 exist in the irradiation spot of the detection light L, in other words, according to the rotation position of the light reflection disk 20 in the x direction,
The intensity of the reflected light R including the interference components of these lights changes. Therefore, by detecting the intensity of the reflected light R, the relative angular positional relationship between the light reflection disk 20 and the optical pickup 30 is detected. For more information on such optical interference principles, see, eg, "Compact Disc Reader".
(Heitaro Nakajima et al., Ohmsha, 1982), page 90 et al.

第3図は、光反射ディスク20における光反射ピット22
等の配列状態を示す図であり、この実施例では、次のよ
うな光反射ピット群などが光反射ディスク20に設けられ
ている。
FIG. 3 shows a light reflection pit 22 on the light reflection disk 20.
FIG. 6 is a diagram showing an arrangement state of the light reflection pits and the like. In this embodiment, the following light reflection pits and the like are provided on the light reflection disk 20.

インクリメンタル型エンコード信号(A,B相)を与
えるためのインクリメンタル型光反射ピット群26。この
光反射ピット群26は、光反射ディスク20の動径方向に伸
びた線状の光反射ピット22を円周方向に等角度間隔に全
周配列して形成されている(第3図中ではその一部のみ
が示されている)。この光反射ピット22は、第4A図に示
すように約0.8μmの幅dを有しており、隣接する光反
射ピット間の間隔Δxは約1.5μmである。このため、
この光反射ピット22を光ピックアップ30で読取ることに
より、極めて高精度の位置検出が行なわれることにな
る。
Incremental type light reflection pit group 26 for giving an incremental type encode signal (A and B phases). The light reflecting pit group 26 is formed by arranging linear light reflecting pits 22 extending in the radial direction of the light reflecting disk 20 at equal angular intervals in the circumferential direction (in FIG. 3, FIG. 3). Only some of them are shown). The light reflection pits 22 have a width d of about 0.8 μm as shown in FIG. 4A, and the distance Δx between the adjacent light reflection pits is about 1.5 μm. For this reason,
By reading the light reflection pit 22 with the optical pickup 30, extremely highly accurate position detection is performed.

このような線状(溝状)の光反射ピット22は、たとえ
ば透明基板21のフォトエッチングにおいて、直径0.8μ
mのスポットSPを持つレーザ光でフォトレジストを走査
露光すれば製造することができる。また、第4B図に示す
ように、円形の小ピットPTを配列することによって光反
射ピット22を形成することなども可能である。この明細
書では、これらのように、直線的に伸びる光反射ピット
のすべてを総称して「筋状の光反射ピット」と呼ぶ。
Such a linear (groove-shaped) light reflection pit 22 has a diameter of 0.8 μm in the photoetching of the transparent substrate 21, for example.
It can be manufactured by scanning and exposing a photoresist with a laser beam having a spot SP of m. Further, as shown in FIG. 4B, it is possible to form the light reflection pits 22 by arranging circular small pits PT. In this specification, all of the linearly extending light reflecting pits are collectively referred to as "streak-like light reflecting pits" in this specification.

このように筋状の光反射ピット22を等間隔に配列する
ことによって、半径方向yについての光反射ディスク20
の取付誤差や回転振動などに対する検出もれが防止でき
るが、このような回転振動などがあまり問題とならない
ような用途では、たとえば矩形の光反射ピットの配列な
どであってもよい。
By arranging the streak-like light reflection pits 22 at equal intervals in this way, the light reflection disc 20 in the radial direction y is formed.
Although the detection error due to the mounting error and the rotational vibration can be prevented, for example, the arrangement of rectangular light reflection pits may be used in the application in which the rotational vibration does not cause a problem.

インクリメンタル型エンコード信号のZ相(原点検
知信号)を与えるための光反射ピット群27。これは、円
周上の1ヶ所〜数ヶ所(図示例では4ヶ所)に設けられ
た光反射ピット22a〜22dによって形成されており、原点
検知の際にA,B相の光反射ピット26aと組合せて使用され
る。特に、ダイレクトドライブモータのような大口径モ
ータの場合には、比較的大きな負荷(被駆動物体)を安
全のためにゆっくりと動かして原点検知を行なうと長時
間を要することになり、このような原点検知用の光反射
ピット22a〜22dを設けておくことによるメリットは大き
い。
A group of light reflection pits 27 for giving the Z phase (origin detection signal) of the incremental type encode signal. This is formed by the light reflection pits 22a to 22d provided at one place to several places (four places in the illustrated example) on the circumference. When detecting the origin, the light reflection pits 26a of A and B phases are formed. Used in combination. Particularly in the case of a large-diameter motor such as a direct drive motor, it takes a long time to detect the origin by slowly moving a relatively large load (driven object) for safety. The advantage of providing the light reflection pits 22a to 22d for detecting the origin is great.

一方、この光反射ディスク20には、上記光反射ピット
22,22a〜22dのほかに、暗色パターン群28,29が設けられ
ている。この暗色パターン群28,29は、光反射ディスク2
0の透明基板21の下面、または透明基板21と光反射膜23
との境界面に、印刷などによって暗色材料(たとえば黒
色材料)を付与して形成される。これらの暗色パターン
群28,29の詳細は次の通りである。
On the other hand, this light reflection disk 20 has the above-mentioned light reflection pits.
In addition to 22,22a to 22d, dark color pattern groups 28 and 29 are provided. The dark color pattern groups 28 and 29 are used for the light reflection disk 2
The lower surface of the transparent substrate 21 of 0, or the transparent substrate 21 and the light reflection film 23.
It is formed by applying a dark color material (for example, a black material) to the boundary surface between and by printing or the like. The details of these dark color pattern groups 28 and 29 are as follows.

アブソリュート型エンコード信号を与えるための暗
色パターン群28。図示例では、3ビットのアブソリュー
ト型エンコード信号を与える弧状の暗色パターン28a〜2
8cによって暗色パターン群28が形成される。この暗色パ
ターン28a〜28cは、その周囲とのコントラスト差がオプ
ティカルセンサ40aによって読取られるが、それによっ
て得られるアブソリュート信号は、4ヶ所の原点検知用
の光反射ピット27a〜27dの相互識別などに使用される。
A group of dark color patterns 28 for giving an absolute type encoded signal. In the illustrated example, arc-shaped dark color patterns 28a to 2 which give 3-bit absolute type encode signals.
A group of dark color patterns 28 is formed by 8c. The dark color patterns 28a to 28c are read by the optical sensor 40a in terms of the contrast difference with the surroundings, and the absolute signal obtained thereby is used for mutual identification of the four light reflection pits 27a to 27d for origin detection. To be done.

ステータ巻線のコミュテーション用の暗色パターン
群29。これは、モータ電源回路からステータ巻線5(第
1図)に与えるべき交流電力のコミュテーション情報を
得るためのものである。図示例では、3相2極のコミュ
テーションを行なうための弧状の遮光パターン29U,29V,
29Wがこれに含まれており、これらはオプティカルセン
サ40bによって読取られる。
A group of dark color patterns for commutation of stator windings 29. This is for obtaining the commutation information of the AC power to be applied to the stator winding 5 (FIG. 1) from the motor power supply circuit. In the illustrated example, an arc-shaped light-shielding pattern 29U, 29V, for performing three-phase two-pole commutation,
29W is included in this and these are read by the optical sensor 40b.

D.光ピックアップおよびオプティカルセンサ 光ピックアップ30は、3組の単位ピックアップを有し
ており、そのうちの1組の単位ピックアップ30aの概略
構成が第2A図中に示されている(他の単位ピックアップ
も同様の構成を有している)。第2A図において、単位ピ
ックアップ30aはレーザダイオードなどの単色光源32を
有しており、この光源32からのレーザ光(検出光)L
が、偏光ビームスプリッタ33,1/4波長板34およびレンズ
系35,36を介して、光反射ディスク20中の光反射面Qに
集光・照射される。これが光反射面Qで反射されること
によって得られる反射光Rは、レンズ系36,35および1/4
波長板34を通って再び偏光ビームスプリッタ33へと到
る。
D. Optical Pickup and Optical Sensor The optical pickup 30 has three sets of unit pickups, of which one set of unit pickups 30a is schematically shown in FIG. 2A (other unit pickups are also included. Has a similar configuration). In FIG. 2A, the unit pickup 30a has a monochromatic light source 32 such as a laser diode, and the laser light (detection light) L from this light source 32.
However, the light is focused and irradiated on the light reflection surface Q in the light reflection disk 20 via the polarization beam splitter 33, the 1/4 wavelength plate 34 and the lens systems 35 and 36. The reflected light R obtained by reflecting this on the light reflecting surface Q produces lens systems 36, 35 and 1/4.
It passes through the wave plate 34 and reaches the polarization beam splitter 33 again.

1/4波長板34を2度通過していることにより反射光R
の偏光面は、照射前のレーザ光の偏光面と直交してい
る。このため、反射光Rは偏光ビームスプリッタ33で反
射されて光検出器37に入射し、この光検出器37において
その強度が検出される。
Since the light passes through the quarter-wave plate 34 twice, the reflected light R
The polarization plane of is orthogonal to the polarization plane of the laser light before irradiation. Therefore, the reflected light R is reflected by the polarization beam splitter 33 and enters the photodetector 37, and the intensity thereof is detected by the photodetector 37.

光検出器37は、第2B図に示すように、4分割された受
光面P1〜P4を有している。これらの受光面P1〜P4のそれ
ぞれから得られた光電変換信号は互いに加算されて光検
出信号となるとともに、対角方向の2つずつの成分の和
の差が求められてフォーカスエラー信号となる。このフ
ォーカスエラー信号は自動焦点制御装置(フォーカスサ
ーボ)31に与えられる。自動焦点制御装置31は、このフ
ォーカスエラー信号に基いてフォーカスコイル38に流す
電流値を変化させる。これによってマグネット39aおよ
びヨーク39bからなる磁気回路とフォーカスコイル38と
の間の磁気的相互作用の大きさが変化し、フォーカスコ
イル38がH方向に移動する。レンズ系36はフォーカスコ
イル38に連結されているため、上記移動に伴ってレンズ
系36もH方向(光反射面Qに垂直な方向)に移動する。
この移動は、フォーカスエラー信号のレベルがゼロ(す
なわち合焦点状態)となったときに停止する。その結
果、光反射ディスク20と光ピックアップ30との距離が変
化しても、レーザ光Lは常に光反射面Q上に焦点を結ぶ
ようになっている。
As shown in FIG. 2B, the photodetector 37 has four light receiving surfaces P 1 to P 4 . The photoelectric conversion signals obtained from each of the light receiving surfaces P 1 to P 4 are added to each other to form a photodetection signal, and the difference in the sum of two diagonal components is obtained to obtain the focus error signal. Becomes This focus error signal is given to the automatic focus control device (focus servo) 31. The automatic focus control device 31 changes the value of the current passed through the focus coil 38 based on this focus error signal. As a result, the magnitude of the magnetic interaction between the focus coil 38 and the magnetic circuit including the magnet 39a and the yoke 39b changes, and the focus coil 38 moves in the H direction. Since the lens system 36 is connected to the focus coil 38, the lens system 36 also moves in the H direction (direction perpendicular to the light reflection surface Q) along with the above movement.
This movement is stopped when the level of the focus error signal becomes zero (that is, the focused state). As a result, even if the distance between the light reflection disk 20 and the optical pickup 30 changes, the laser light L is always focused on the light reflection surface Q.

3個の単位ピックアップのうち、第1と第2の単位ピ
ックアップは、それぞれインクリメンタル型エンコード
信号のA相およびB相の成分を検出するために使用され
る。したがって、第5図中に示すように、これらからの
光スポットSPA,SPBは光反射ピット群26の配列位置に向
けて照射される。ただし、周知のように、回転方向識別
のためのエンコード信号のB相は、A相に対して所定の
位相差を持つようにする必要があるため、光スポットSP
A,SPBのそれぞれの照射位置には、光反射ピット22の配
列周期に対して、互いに、 (2N+δ)π …(1) (Nは整数、δはたとえば1/2)だけのずれを持たせて
いる。
Of the three unit pickups, the first and second unit pickups are used to detect the A-phase and B-phase components of the incremental type encode signal, respectively. Therefore, as shown in FIG. 5, the light spots SPA and SPB from these are irradiated toward the arrangement position of the light reflection pit group 26. However, as is well known, since the B phase of the encode signal for identifying the rotation direction needs to have a predetermined phase difference from the A phase, the light spot SP
The irradiation positions of A and SPB have a deviation of (2N + δ) π ... ing.

また、残りの1組の単位ピックアップからの光スポッ
トSPZは、Z相検出のための光反射ピット群27の配列位
置に向けて照射されている。
The light spots SPZ from the remaining one set of unit pickups are irradiated toward the array position of the light reflection pit group 27 for Z phase detection.

これらのうち、光スポットSPA,SPBとしては、CD(コ
ンパクトディスク)用の光ピックアップにおいて使用さ
れるメインスポットおよびトラッキング用スポットを利
用することもできる。すなわち、CD用の光ピックアップ
では、第6図に示すようなデータ読取り/焦点合わせの
ためのメインスポットSPMと、このメインスポットSPMを
挟む2個のトラッキング用スポットSP1,SP2とを与える
ようになっているが、このうちのメインスポットSPMと
一方のトラッキング用スポットSP1とを、それぞれA相
およびB相用の光スポットとして使用する。この場合の
位相調整は、メインスポットSPMとトラッキング用スポ
ットSP1とを結ぶ線分l1が、光反射ピット22の配列方向
(光反射ディスク20の円周方向)xに対して、次のよう
な関係を満すような角度となるようにしておく。
Of these, as the optical spots SPA and SPB, a main spot and a tracking spot used in an optical pickup for a CD (compact disc) can be used. That is, in the optical pickup for CD, a main spot SPM for data reading / focusing as shown in FIG. 6 and two tracking spots SP1 and SP2 sandwiching the main spot SPM are provided. However, of these, the main spot SPM and one tracking spot SP1 are used as light spots for the A phase and the B phase, respectively. The phase adjustment in this case is as follows in which the line segment l 1 connecting the main spot SPM and the tracking spot SP 1 is as follows with respect to the arrangement direction x of the light reflection pits 22 (circumferential direction of the light reflection disk 20). Make sure that the angle is such that the relationship is satisfied.

L1cosθ=(N+δ/2)Δx …(2) ただし、L1はメインスポットSPMとトラッキング用スポ
ットSP1との間隔(たとえば30μm)である。
L 1 cos θ = (N + δ / 2) Δx (2) where L 1 is the distance between the main spot SPM and the tracking spot SP 1 (for example, 30 μm).

このようにすれば、メインスポットSPMとトラッキン
グ用スポットSP1とのx方向の相互間隔L2が(N+δ/
2)Δxとなり、光反射ピット22の配列間隔Δxを基準
として(2N+δ)πの位相差を得ることができる。な
お、この場合には、他方のトラッキング用スポットSP2
は使用しない。
In this way, the mutual distance L 2 between the main spot SPM and the tracking spot SP1 in the x direction is (N + δ /
2) Δx, and a phase difference of (2N + δ) π can be obtained based on the arrangement interval Δx of the light reflection pits 22. In this case, the other tracking spot SP2
Is not used.

一方、アブソリュート型エンコード信号を得るための
第1のオプティカルセンサ40aと、コミュテーション信
号を得るための第2のオプティカルセンサ40bとは、第
7図に示すように照射光L′を光反射ディスク20の表面
に照射し、反射光R′をハーフミラー41で分離して、そ
の強度を光検出器42で検出するようになっている。すな
わち、アブソリュート型エンコード信号やコミュテーシ
ョン信号は比較的粗い精度で十分であるため、暗色パタ
ーン22a〜22c,29U〜29Wの濃度と周囲の濃度とのコント
ラスト差(光反射率の差)による反射光R′の強度変化
をとらえ、それによって、これらの暗色パターン22a〜2
2c,29U〜29Wの存在を検出すれば足りる。もちろん、光
反射ピットと光ピックアップ、それに自動焦点制御装置
との組合せに利用することもできるが、この実施例のよ
うにすることによって、さらにコストの低減を図ること
ができる。
On the other hand, the first optical sensor 40a for obtaining the absolute type encoding signal and the second optical sensor 40b for obtaining the commutation signal are arranged so that the irradiation light L'is reflected by the light reflecting disk 20 as shown in FIG. Is irradiated onto the surface of the optical disk, the reflected light R'is separated by the half mirror 41, and the intensity thereof is detected by the photodetector 42. In other words, since the absolute type encode signal and commutation signal are sufficient with relatively coarse accuracy, the reflected light due to the contrast difference (difference in light reflectance) between the dark color patterns 22a to 22c, 29U to 29W and the surrounding density. By capturing the intensity change of R ′, the dark color patterns 22a-2
It suffices to detect the presence of 2c, 29U-29W. Of course, it can be used in combination with the light reflection pit, the optical pickup, and the automatic focus control device, but the cost can be further reduced by using this embodiment.

E.信号処理回路 以上のような構成によって光ピックアップ30およびオ
プティカルセンサ40a,40bから出力される光検出信号
は、第8図に示した信号処理回路50へ転送される。この
信号処理回路50中に設けられた信号変換回路51では、次
のような信号変換を行なう。
E. Signal Processing Circuit With the above configuration, the optical detection signals output from the optical pickup 30 and the optical sensors 40a and 40b are transferred to the signal processing circuit 50 shown in FIG. The signal conversion circuit 51 provided in the signal processing circuit 50 performs the following signal conversion.

A相およびB相用の単位ピックアップからの光検出
信号SA,SBに基づいて、インクリメンタル型エンコード
信号(位置検出信号)Dincを求める。これは、従来のイ
ンクリメンタル型エンコーダと同様の信号処理によって
行なわれる。また、Z相用の単位ピックアップからの光
検出信号SZが観測されている時期内に所定のA相(また
はB相)パルスが検出された時点で、原点検知信号DZ
出力される。
An incremental type encode signal (position detection signal) D inc is obtained based on the light detection signals S A and S B from the A-phase and B-phase unit pickups. This is performed by signal processing similar to that of the conventional incremental encoder. Further, the origin detection signal D Z is output when a predetermined A-phase (or B-phase) pulse is detected within the period in which the light detection signal S Z from the Z-phase unit pickup is observed.

アブソリュート光検出信号S0〜S2からは、粗いアブ
ソリュート型エンコード信号Dabsが得られる。既述した
ように、このアブソリュート型エンコード信号Dabsは、
複数のZ相用光反射ピット22a〜22dの相互識別などに使
用される。
A coarse absolute type encode signal D abs is obtained from the absolute light detection signals S 0 to S 2 . As described above, this absolute type encode signal D abs is
It is used for mutual identification of the plurality of Z-phase light reflection pits 22a to 22d.

この実施例では、信号変換回路51中に、光ピックア
ップ30からの光検出信号の発生不良状態を検知してエラ
ー信号ERを発生するエラー検知回路が設けられている。
このエラー検出回路の構成例を第9図に示す。第9図に
おいて、A相およびB相の光検出信号SA,SBを2値化し
て得られたデジタル光検出信号DA,DBは周波数/電圧変
換器61,62に与えられる。したがって、インクリメンタ
ル型の光検出信号SA,SBが正常に与えられてデジタル光
検出信号DA,DBが繰返しパルスとなっているときには、
周波数/電圧変換器61,62の出力電圧V1,V2は、論理値
“1"の電圧となる。これらの電圧V1,V2は1入力反転型
のAND回路63,64に与えられるが、このAND回路63,64の他
方の入力には、位置制御コントローラ52(第8図)から
のモータ駆動制御信号VCが入力されている。そして、AN
D回路63,64の出力電圧V3,V4はOR回路65に与えられてい
る。
In this embodiment, the signal conversion circuit 51 is provided with an error detection circuit that detects a defective generation state of a light detection signal from the optical pickup 30 and generates an error signal ER.
A configuration example of this error detection circuit is shown in FIG. In FIG. 9, digital photodetection signals D A and D B obtained by binarizing the A-phase and B-phase photodetection signals S A and S B are supplied to frequency / voltage converters 61 and 62. Therefore, when the incremental type photodetection signals S A and S B are normally applied and the digital photodetection signals D A and D B are repetitive pulses,
The output voltages V 1 and V 2 of the frequency / voltage converters 61 and 62 are voltages having a logical value “1”. These voltages V 1 and V 2 are applied to one-input inverting AND circuits 63 and 64, and the other input of these AND circuits 63 and 64 drives the motor from the position controller 52 (Fig. 8). The control signal V C is input. And an
The output voltages V 3 and V 4 of the D circuits 63 and 64 are given to the OR circuit 65.

したがって、(a)モータ駆動制御信号VCが“0"であ
ってロータ8が停止しているか、(b)モータ駆動制御
信号VCが“1"であってロータ8が回転しており、かつデ
ジタル光検出信号DA,DBが正常に発生している(V1=V2
=“1")ときには、エラー信号ERは“0"であって、「正
常」の旨が検知される。
Therefore, (a) the motor drive control signal V C is “0” and the rotor 8 is stopped, or (b) the motor drive control signal V C is “1” and the rotor 8 is rotating, And the digital light detection signals D A and D B are normally generated (V 1 = V 2
= “1”), the error signal ER is “0”, and “normal” is detected.

一方、モータ駆動制御信号VCが“1"であるにもかかわ
らずデジタル光検出信号DA,DBのうちの少なくとも一方
が、“0"である場合を考える。すると、電圧V1,V2のう
ちの一方または両方が“0"となるため、エラー信号ERは
“1"となり、光検出信号SA,SBの発生不良が検知される
ことになる。
On the other hand, consider a case where at least one of the digital light detection signals D A and D B is “0” although the motor drive control signal V C is “1”. Then, one or both of the voltages V 1 and V 2 become “0”, so that the error signal ER becomes “1” and the defective occurrence of the photodetection signals S A and S B is detected.

このようなエラー検知回路は、次のような構成によっ
て実現することもできる。すなわち、まず、ロータ8の
回転中における光検出信号SA,SBは、第10図(a)に示
すように、アナログ繰返しパルス信号VA1または正弦波
状繰返し信号VA2となることに着目する。これらの光検
出信号SA,SBは反射光Rの強度を反映しているわけであ
るが、その繰返し波形の極小値Sminが“0"ではない有限
の値となるようにすることが可能である。これは、たと
えば光反射ピット22の深さを、レーザ光Lの波長のn/4
倍と若干異なる深さにして、干渉における打消しを不完
全にすることによって達成することができる。したがっ
て、光検出信号SA,SBをしきい値STH1(第10図(a))
と比較してデジタル光検出信号DA,DB(第10図(b))
を得るだけでなく、上記極小値Sminとゼロレベルとの間
に設定された第2のしきい値STH2と比較すれば、光検出
信号SA,SBの発生不良によってこれらの光検出信号SA
SBがゼロレベルに落ちてしまった状態を検知することが
できる。
Such an error detection circuit can also be realized by the following configuration. That is, first, it is noted that the light detection signals S A and S B during the rotation of the rotor 8 become the analog repetitive pulse signal V A1 or the sinusoidal repetitive signal V A2 as shown in FIG. 10 (a). . These light detection signals S A and S B reflect the intensity of the reflected light R, but it is possible to set the minimum value S min of the repetitive waveform to a finite value that is not “0”. It is possible. This means, for example, that the depth of the light reflection pit 22 is n / 4 of the wavelength of the laser light L.
This can be achieved by making the depth slightly different from the double and imperfectly canceling the interference. Therefore, the photodetection signals S A and S B are set to the threshold value S TH1 (Fig. 10 (a)).
Compared with digital light detection signals D A , D B (Fig. 10 (b))
In addition to obtaining the above, when compared with the second threshold value S TH2 set between the minimum value S min and the zero level, these light detection signals S A and S B cannot be detected due to the generation failure. Signal S A ,
It is possible to detect when S B has fallen to the zero level.

第11図はこのような原理を実現する回路例であって、
コンパレータ66,67は、光検出信号SA,SBがしきい値S
TH2以下となると“1"となる信号V5,V6を発生し、それ
に基いて、OR回路68からのエラー信号ERが“1"となる。
FIG. 11 shows an example of a circuit that realizes such a principle.
The comparators 66 and 67 detect that the light detection signals S A and S B are the threshold S.
When it becomes TH2 or less, signals V 5 and V 6 which become “1” are generated, and based on this, the error signal ER from the OR circuit 68 becomes “1”.

以上のようにして得られた第8図の各信号Dinc,DZ
Dabs,ERは、モータ回転位置制御を行なう位置制御コン
トローラ52に出力される。
The respective signals D inc , D Z , of FIG. 8 obtained as described above,
D abs , ER is output to the position controller 52 that controls the motor rotation position.

第8図の信号変換回路51から出力される残りの信号
Dcomは、ステータ巻線5への三相電力のコミュテーショ
ン信号である。すなわち、暗色パターン29U,29V,29Wの
読取りによって光検出信号SU,SV,SWが得られるが、こ
れらの光検出信号SU,SV,SWのレベル変化に応じてコミ
ュテーション信号Dcomが発生され、それに基いて、モー
タ電源回路53におけるステータ巻線5への電力のコミュ
テーション動作が行なわれる。
Remaining signals output from the signal conversion circuit 51 in FIG.
D com is a commutation signal of three-phase power to the stator winding 5. That is, dark patterns 29U, 29V, light detection signal S U by the reading of 29W, S V, although S W is obtained, these light detection signals S U, S V, commutation signals in response to a level change of the S W D com is generated, and based on that, commutation of electric power to the stator winding 5 in the motor power supply circuit 53 is performed.

F.第1の実施例の動作 以上の構成を有する第1の実施例では、モータ駆動制
御信号VCに基いてロータ8が回転し、その回転角度に応
じた各種エンコード信号Dinc,DZ,Dabsおよびコミュテ
ーション信号Dcomが発生する。この動作において、光反
射ピット22は非常に高密度に配列しているため、インク
リメンタル型エンコード信号Dincは極めて高精度の信号
(たとえば6万〜100万パルス/回転)となる。また、
自動焦点制御装置31が使用されていることにより、光反
射ディスク20や光ピックアップ30に取付け誤差や回転変
形が生じても、常に高精度の検出が行なわれることにな
る。このような自動焦点制御装置31が設けられているた
め、焦点ボケの問題を生じることなく、光反射ディスク
20と光ピックアップ30との距離を比較的大きくとること
ができる。その結果、ロータに外力が加わるなどして光
反射ディスク20が多少たわんでも、光ピックアップ30に
衝突してこれを破損してしまうことはない。光反射ディ
スク20をロータ8側に直付けしているため、ギヤ等を介
した場合のように、バックラッシュなどによる検出誤差
もない。光反射ピット22を、光反射ディスク20の半径方
向に伸びた筋状としているため、半径方向の振れによる
読落しも防止できる。
F. Operation of First Embodiment In the first embodiment having the above configuration, the rotor 8 rotates based on the motor drive control signal V C, and various encode signals D inc , D Z according to the rotation angle thereof. , D abs and commutation signal D com are generated. In this operation, since the light reflection pits 22 are arranged in a very high density, the incremental type encode signal D inc becomes an extremely high precision signal (for example, 60,000 to 1,000,000 pulses / revolution). Also,
Since the automatic focus control device 31 is used, even if a mounting error or rotational deformation occurs in the light reflecting disk 20 or the optical pickup 30, highly accurate detection is always performed. Since such an automatic focus control device 31 is provided, the problem of defocusing does not occur and the light reflection disk
The distance between 20 and the optical pickup 30 can be made relatively large. As a result, even if the light reflecting disk 20 bends to some extent due to an external force applied to the rotor, it will not collide with the optical pickup 30 and be damaged. Since the light reflecting disk 20 is directly attached to the rotor 8 side, there is no detection error due to backlash or the like as in the case of using a gear or the like. Since the light-reflecting pit 22 has a linear shape extending in the radial direction of the light-reflecting disk 20, it is possible to prevent the missed reading due to the shake in the radial direction.

さらに、この第1の実施例では、光反射ディスク20を
ステータハウジング2内の防塵空間内に設けているた
め、モータ外部からの塵埃が光反射ディスク20の表面に
付着して検出精度を低下させることもない。光反射ディ
スク20の反射面が第1図のベアリング6に向かう方向と
は逆の方向に設けられていることから、ベアリング6か
らのグリースの飛沫が反射面に付着することも少ない。
Further, in this first embodiment, since the light reflection disk 20 is provided in the dustproof space inside the stator housing 2, dust from the outside of the motor adheres to the surface of the light reflection disk 20 and reduces the detection accuracy. Nothing. Since the reflection surface of the light reflection disk 20 is provided in the direction opposite to the direction toward the bearing 6 in FIG. 1, the splash of grease from the bearing 6 is unlikely to adhere to the reflection surface.

単一のベアリング6によってロータシャフト9がステ
ータハウジング2に支持されており、その近傍に光反射
ディスク20が取付けられているため、ロータ8の倒れや
振れによる誤差も生じにくい。また、ロータヨーク11や
ステータ3を取付ける前に、光反射ディスク20や光ピッ
クアップ30などの取付け位置調整を行なうことができ
る。
Since the rotor shaft 9 is supported by the stator housing 2 by the single bearing 6 and the light reflection disk 20 is mounted in the vicinity thereof, an error due to tilting or swinging of the rotor 8 is unlikely to occur. Further, before the rotor yoke 11 and the stator 3 are mounted, the mounting position of the light reflecting disk 20, the optical pickup 30, etc. can be adjusted.

G.第2および第3の実施例 第12図はこの発明の第2の実施例を示す図である。こ
の実施例では、光反射ディスク20が、ロータ8をはさん
でベアリング6と反対側に取付けられている。また、こ
れに対応して、光ピックアップ30およびオプティカルセ
ンサ40a,40bもロータ8をはさんでベアリング6と反対
側に固定されている。
G. Second and Third Embodiments FIG. 12 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a light reflecting disk 20 is mounted on the opposite side of the bearing 6 with the rotor 8 in between. Correspondingly, the optical pickup 30 and the optical sensors 40a and 40b are also fixed to the opposite side of the bearing 6 with the rotor 8 in between.

このようにすると、ステータ3の発熱に対して放熱条
件の良い場所に光ピックアップ30などが設置されること
になる。また、ロータ8の回転によってベアリング6が
発熱しても、その熱が光反射ディスク20や光ピックアッ
プ30などに伝播することが少なく、温度上昇による誤差
や劣化を有効に防止できる。さらに、ベアリング6から
のグリースの飛沫の影響もさらに少なくなる。
By doing so, the optical pickup 30 and the like are installed in a place where the heat dissipation condition for the heat generation of the stator 3 is good. Further, even if the bearing 6 generates heat due to the rotation of the rotor 8, the heat is rarely propagated to the light reflecting disk 20, the optical pickup 30, etc., so that errors and deterioration due to temperature rise can be effectively prevented. Furthermore, the influence of grease splash from the bearing 6 is further reduced.

第13図は、この発明の第3の実施例である。この実施
例では、出力フランジ13に光反射ディスク20を取付け、
光ピックアップ30やオプティカルセンサ40a,40bも、ス
テータハウジング2の上部に取付けた断面略L字状の円
環材18の内壁の固定されている。このようにすると、モ
ータ組立後に光ピックアップ30や光反射ディスク20の調
整を行なうことができるという利点がある。また、ベア
リング6のごく近傍で位置検出を行なうため、倒れなど
の影響もほとんどない。モータの発熱の影響もさらに防
止される。
FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the light reflecting disk 20 is attached to the output flange 13,
The optical pickup 30 and the optical sensors 40a and 40b are also fixed to the inner wall of an annular member 18 having a substantially L-shaped cross section attached to the upper portion of the stator housing 2. This has the advantage that the optical pickup 30 and the light reflecting disk 20 can be adjusted after the motor is assembled. Further, since the position detection is performed in the vicinity of the bearing 6, there is almost no influence such as a fall. The influence of heat generation of the motor is further prevented.

H.変形例 以上、このような各実施例を説明したが、この発明は
上記実施例に限定されるものではなく、たとえば以下の
ような変形も可能である。
H. Modifications Although the respective embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and the following modifications can be made.

光反射体はディスク状である必要はなく、ドラム状
などであってもよい。ドラム状の場合には、モータを小
型化できるという効果が加わる。また、リニアアクチュ
エータを含む駆動システムにおいては、板状や帯状とす
ればよい。さらに、第14図に示すように、光反射ピット
71を配列したテープ状のコード帯72をリング状の支持体
73の外周に貼付けてもよい。この場合、コード帯72の切
れ目(継ぎ目)74が存在することになる。ところが、産
業用ロボットに用いられるダイレクトドライブモータな
どではロータが360°回転する必要はなく、360°以下の
角度範囲で回転させればよいものが多い。このため、切
れ目74をロータの非回転角度範囲部分に対応させておけ
ば、位置検出において切れ目74の影響を受けることはな
い。
The light reflector does not have to be disc-shaped, but may be drum-shaped or the like. In the case of the drum shape, the effect that the motor can be downsized is added. Further, in a drive system including a linear actuator, it may be plate-shaped or band-shaped. Furthermore, as shown in Figure 14, the light reflection pit
A tape-shaped cord band 72 in which 71 are arranged is a ring-shaped support.
It may be attached to the outer periphery of 73. In this case, the break (joint) 74 of the cord band 72 is present. However, in a direct drive motor or the like used in an industrial robot, it is not necessary for the rotor to rotate 360 °, and in many cases it is sufficient to rotate the rotor within an angle range of 360 ° or less. Therefore, if the cut 74 is made to correspond to the non-rotational angle range portion of the rotor, the position detection will not be affected by the cut 74.

光反射ピット22のサイズは、従来のスリットなどに
比べて格段に小さくすることができるが、その半面で、
光反射ピット22を読落す確率もある程度高くなる。検出
精度が特に厳しく要求される用途では、このような読落
しを特に防止する必要があるが、そのためには、たとえ
ば次のようにすればよい。すなわち、まず、第15図に示
すように、ひとつの信号(たとえばA相信号)を得るた
めの光スポットとして3個以上の光スポットSPa〜SPc
準備する。そして、これらの光スポットSPa〜SPcの反射
に基いて得られた3個以上の光検出信号の多数決をと
り、それによって、光反射ピット22を検出したかどうか
を決定する。このような多数決回路そのものは、簡単な
論理回路で形成できる。このようにすると、光反射ピッ
ト22の読落しのみでなく、ゴミなどによる誤検出も防止
することができる。
The size of the light reflection pit 22 can be made significantly smaller than that of a conventional slit, but on the other hand,
The probability that the light reflection pit 22 is missed will also increase to some extent. In the application where the detection accuracy is required to be particularly strict, it is necessary to prevent such a missed reading, and for that purpose, for example, the following may be performed. That is, first, as shown in FIG. 15, three or more light spots SP a to SP c are prepared as light spots for obtaining one signal (for example, A-phase signal). Then, the majority of three or more photodetection signals obtained based on the reflection of these light spots SP a to SP c is taken, and thereby, it is determined whether or not the light reflection pit 22 is detected. Such a majority circuit itself can be formed by a simple logic circuit. In this way, not only the light reflection pits 22 can be missed but also erroneous detection due to dust or the like can be prevented.

上記各実施例ではダイレクトドライブモータ内に光
反射体や光ピックアップなどを組込んでおり、それによ
ってダイレクトドライブモータ内部の空間を有効に利用
しているが、光反射体や光ピックアップをアクチュエー
タの外部に独立したエンコーダとして設けてもよい。こ
の場合にも、バックラッシュなどの影響を防止するため
に、光反射体はロータ(可動部)側に直付けする。
In each of the above embodiments, a light reflector, an optical pickup, etc. are incorporated in the direct drive motor, thereby effectively utilizing the space inside the direct drive motor. It may be provided as an independent encoder. Also in this case, the light reflector is directly attached to the rotor (movable part) side in order to prevent the influence of backlash.

第1図のダイレクトドライブモータにおいて、出力
フランジ13と固定リング7との間もシールすれば、ベア
リング6のグリースの飛沫がモータ外部に出ることはな
い。したがって、このようにすれば、このモータをクリ
ーンルーム内などで使用する際の、クリーンルームの防
塵性が高まる。また、工場に供給されるドライエアとラ
インフィルタとを用いてモータ内部をエアパージするよ
うにすれば、光反射ディスクなどを、塵害や温度上昇、
それに結露から守ることもできる。
In the direct drive motor of FIG. 1, if the output flange 13 and the fixed ring 7 are also sealed, the grease splashing on the bearing 6 will not come out of the motor. Therefore, in this way, the dustproof property of the clean room is improved when the motor is used in a clean room or the like. In addition, if the inside of the motor is air-purged by using the dry air supplied to the factory and the line filter, the light reflection disk, etc. can be protected from dust damage and temperature rise.
It can also protect against condensation.

(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、光反射ピッ
ト群が配列形成された光反射体をアクチュエータの可動
部側に直付けするとともに、自動焦点制御装置を有する
反射型の光ピックアップでこの光反射ピットを読取るよ
うにしているため、駆動システムにおける位置検出の分
解能を容易に著しく高めることができる。また、複雑な
信号処理回路を必要としないために安価であり、光反射
体と光ピックアップとの距離も比較的大きくとれるた
め、外力による変形や振動などにも強く、汎用性も極め
て高くなっている。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, the light reflector in which the light reflection pits are arrayed is directly attached to the movable portion side of the actuator, and the reflection type having the automatic focus control device is provided. Since this light reflection pit is read by the optical pickup, the resolution of position detection in the drive system can be easily increased significantly. In addition, since it does not require a complicated signal processing circuit, it is inexpensive, and since the distance between the light reflector and the optical pickup can be relatively large, it is resistant to deformation and vibration due to external force, and its versatility is extremely high. There is.

そして、光反射体と光ピックアップを、ロータを支持
するベアリングの近傍の位置に取付けているので、ロー
タの倒れや振れによる誤差も生じにくく、さらに、ロー
タヨークやステータを取付ける前に、光反射ディスクや
光ピックアップなどの取付け位置調整を行なうことがで
きる。
Further, since the light reflector and the optical pickup are mounted in the vicinity of the bearing supporting the rotor, errors due to tilting or wobbling of the rotor are less likely to occur, and further, before mounting the rotor yoke or the stator, the light reflecting disk or The mounting position of an optical pickup or the like can be adjusted.

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

第1図は、この発明の一実施例に用いられるダイレクト
ドライブモータの要部模式断面図、 第2A図は、光反射ディスク,光ピックアップおよび自動
焦点制御装置の概略構成を示す図、 第2B図は、光ピックアップに用いられる光検出器の受光
面を示す図、 第3図は、光反射ディスクの平面模式図、 第4A図および第4B図は、光反射ピットの説明図、 第5図および第6図は、光反射ピットと検出光の光スポ
ットとの関係を示す図、 第7図は、暗色パターンとオプティカルセンサとの説明
図、 第8図は、信号処理回路のブロック図、 第9図および第11図は、エラー信号発生回路の回路図、 第10図は、エラー信号の発生原理を示す波形図、 第12図および第13図はそれぞれ、この発明の第2および
第3の実施例に用いられるダイレクトドライブモータの
要部模式断面図、 第14図および第15図は、この発明の変形例の説明図であ
る。 1……ダイレクトドライブモータ、2……ステータハウ
ジング、3……ステータ、8……ロータ、9……ロータ
シャフト、20……光反射ディスク、22,22a〜22d……光
反射ピット、30……光ピックアップ、31……自動焦点制
御装置、40a,40b……オプティカルセンサ
FIG. 1 is a schematic sectional view of a main part of a direct drive motor used in an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a view showing a schematic configuration of a light reflection disk, an optical pickup and an automatic focus control device, and FIG. 2B. Is a diagram showing a light receiving surface of a photodetector used for an optical pickup, FIG. 3 is a schematic plan view of a light reflecting disk, FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams of a light reflecting pit, FIG. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the light reflection pits and the light spot of the detection light, FIG. 7 is an explanatory diagram of a dark color pattern and an optical sensor, FIG. 8 is a block diagram of a signal processing circuit, and FIG. 11 and 12 are circuit diagrams of an error signal generating circuit, FIG. 10 is a waveform diagram showing the principle of error signal generation, and FIGS. 12 and 13 are second and third embodiments of the present invention, respectively. Of the direct drive motor used in the example Part schematic cross-sectional view, FIG. 14 and FIG. 15 is an explanatory view of a modification of the present invention. 1 ... Direct drive motor, 2 ... Stator housing, 3 ... Stator, 8 ... Rotor, 9 ... Rotor shaft, 20 ... Light reflecting disk, 22, 22a-22d ... Light reflecting pit, 30 ... Optical pickup, 31 …… Automatic focus control device, 40a, 40b …… Optical sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02K 11/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H02K 11/00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の固定部と可動部との相対運動によっ
て被駆動体を駆動するアクチュエータと、前記アクチュ
エータに取付けられて前記固定部と前記可動部との相対
的位置関係に応じた位置検出信号を発生する位置検出装
置とを備えた駆動システムであって、 前記位置検出装置が、 所定の規則で配列した光反射ピット群を有し、前記可動
部側に直付けされた光反射体と、 前記固定部に対して固定的位置関係にある場所に取付け
られるとともに自動焦点制御装置によって前記光反射体
上に焦点を結ぶ検出光を照射し、前記検出光が前記光反
射ピットで反射されることによって得られる反射光を検
出して当該検出結果に応じた光検出信号を発生する反射
型の光ピックアップと、 を備え、 前記位置検出信号が前記光ピックアップからの光検出信
号に基いて発生され、 前記アクチュエータはダイレクトドライブモータであ
り、 前記固定部および前記可動部はそれぞれ、前記ダイレク
トドライブモータのステータおよびロータであって、 前記ロータが単一のベアリングによって前記ステータ側
から支持され、 前記光反射体と前記光ピックアップとが、前記ベアリン
グの近傍の位置に互いに対向して取付けられたことを特
徴とする駆動システム。
1. An actuator for driving a driven body by a relative movement between a fixed portion and a movable portion, and position detection according to a relative positional relationship between the fixed portion and the movable portion, which is attached to the actuator. A drive system including a position detection device that generates a signal, wherein the position detection device has a group of light reflection pits arranged according to a predetermined rule, and a light reflector directly attached to the movable portion side, , Is attached to a position having a fixed positional relationship with the fixed portion, and irradiates detection light for focusing on the light reflector by an automatic focus control device, and the detection light is reflected by the light reflection pit A reflection-type optical pickup that detects reflected light obtained by generating a light detection signal according to the detection result, and the position detection signal is a light detection signal from the optical pickup. The actuator is a direct drive motor, the fixed part and the movable part are a stator and a rotor of the direct drive motor, respectively, and the rotor is a single bearing from the stator side. A driving system, which is supported, wherein the light reflector and the optical pickup are mounted at positions near the bearing so as to face each other.
【請求項2】前記光反射ピット群は、筋状の光反射ピッ
トを等間隔に配列して形成したインクリメンタル型光反
射ピット群である、特許請求の範囲第1項記載の駆動シ
ステム。
2. The drive system according to claim 1, wherein the light reflection pit group is an incremental type light reflection pit group formed by arranging linear light reflection pits at equal intervals.
【請求項3】前記光検出信号の発生不良状態を検知して
エラー信号を発生する手段がさらに設けられた、特許請
求の範囲第1項または第2項記載の駆動システム。
3. The drive system according to claim 1 or 2, further comprising means for detecting an error generation state of the light detection signal and generating an error signal.
【請求項4】前記光反射体と前記光ピックアップとが、
前記ロータをはさんで前記ベアリングと反対の場所に互
いに対向して取付けられた、特許請求の範囲第1項ない
し第3項のいずれかに記載の駆動システム。
4. The light reflector and the optical pickup,
The drive system according to any one of claims 1 to 3, wherein the drive system is mounted opposite to each other at a position opposite to the bearing with the rotor interposed therebetween.
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