엔코더 특집

1. 개요

엔코더란 기계적인 위치의 변화나 방향·각도 등을 검출하여 전기적인 신호로 출력하는 센서입니다.

엔코더의 명칭은 「encode= 코드화 한다」가 유래이며, 각도나 위치 변위의 코드화, 즉 펄스 신호로 부호화 하는것을 말합니다. 엔코더 종류에는 회전의 각도나 방향을 검출하는 로터리 엔코더와 직선의 위치나 이동량을 검출하는 리니어 엔코더 등이 있습니다. 또한, 로터리 엔코더에는 증분형과 앱솔루트형이 있으며, 증분형은 회전각에 따른 펄스 신호를 출력하고, 앱솔루트형은 회전한 절대 코드값을 출력합니다.

2. 로터리 엔코더의 원리

로터리 엔코더에는 광학식 및 자기식 엔코더가 있습니다. 광학식 엔코더는 발광소자의 광속을 회전 디스크와 고정 디스크에 등간격으로 새겨진 슬리트를 통해 수광 소자로 광속을 감지합니다. 이 수광소자로 감지한 광신호를 전기신호로 변환하여 근사정현파나 구형파로 출력합니다.

또한 광학식 엔코더에는 투과형과 반사형의 두가지 방식이 있습니다.

광학식 엔코더

Ⅰ. 투과형 로터리 엔코더

투과형은 발광 소자로부터의 광속을 회전 디스크의 슬리트의 통과의 유무를 수광 소자로 검출합니다. 이 회전 디스크 분해능에 맞춘 수의 슬릿을 방사형으로 비웁니다.

Ⅱ. 반사형 로터리 엔코더

반사형은 발광 소자로부터의 광속을 실린더 리컬 렌즈 및 프리즘으로 구성된 회전 디스크에 반사시켜 수광소자로 감지하는 방식으로 제품의 소형화가 용이해집니다. 이러한 광학식은 고정밀도와 고분해능, 또한 자계의 영향을 받기 어렵다는 특징이 있습니다. 또한 반사형을 발전시킨 결합형 엔코더가 있습니다. 이는 비구면 렌즈 및 프리즘으로 이루어진 투명한 수지 몰드 부품(루프 프리즘)을 채용하고 있습니다. 발광소자와 수광소자는 동일 기판에 탑재되고, 회전 슬리트를 끼운 반대쪽에 루프 프리즘이 고정되어 있습니다. 루프 프리즘은 발광소자에 비추어진 슬리트상을 수광소자측에서 결상합니다. 이 이미지는 회전 슬리트과 동일한 표면에 이미징되여서 일반 엔코더의 고정 슬리트과 동일한 역할로 작동하고 있습니다.

또한 회전 슬리트가 회전함에 따라 이미지가 역방향으로 회전합니다. 회전 슬리트의 슬릿과 결상된 슬리트의 상이 겹치면 수광소자가 광신호를 검출합니다. 상술한 바와 같이, 상이 역방향으로 회전하기 때문에 회전 슬리트에 500개의 슬릿을 형성하면  2배의 1000P/R의 신호를 얻을수 있으므로 소형이면서도 고분해능을 실현합니다. 또한 고정 슬리트가 불필요하므로 회전 슬리트과 고정 슬리트의 갭조정도 불필요해져 보다 높은 신뢰성 엔코더가 가능합니다.

자기식 엔코더

자기식 엔코더는 외주에 N극과 S극을 교대로 착자한 회전 디스크의 자극의 변화를 자기저항소자(MR소자)로 감지시켜 전기신호로 변환하고, 구형파로 출력합니다. 특징은 소형 경량으로 발광 소자가 없기 때문에 소비 전력이 광학식에 비해 작아집니다.

증분형

증분형 로터리 엔코더에는 A상, B상, Z상의 출력이 있습니다. A상은 샤프트의 동작 전부터 동작후의 회전각도를 나타냅니다.B상은 A상에 대해 일정한 위상차를 가진 신호로 샤프트의 회전방향을 검지하는데 사용합니다.(일반적으로, B상의 펄스 에지에서 A상의 신호 레벨에 따라 회전 방향을 검출하는 데 사용됩니다.)
Z상은 샤프트의 1회전에 1펄스만 출력시키는 신호로 리셋 신호, 스타트 신호로 사용합니다. 당사의 로터리 엔코더에서는, 샤프트를 CW회전시켰을 때, Z상이  “1(High)” 사이에 B상의 상승이 1개소만 있습니다. 따라서 이상적인 기준 위치 출력은 CW 회전시 Z상과 B상의 상승의 "AND"를 취하여 얻을수 있습니다.(CCW 회전시에는 Z상과 B상의 하강)

1. 사업 변천

엔코더 사업은 과거에 당사가 마케팅 · 판매를 한 손에 담당하고, 그룹회사인 일본전산코팔주식회사에서 개발 설계·제조를 담당하고 있었지만, 2019년 1월, 당사는 동기능을 동사로부터 양도해, 제판 일체의 완전 사업화를 완수했습니다. 이를 계기로 당사는 센싱 사업의 확대에 기여하는 포텐쇼미터를 포함한 포지션 센싱이라는 새로운 영역에 적극 과감하게 도전하고 있습니다. 이하,당사 엔코더 사업의 변천 개략입니다.

2. 당사 엔코더의 특징 · 강점

당사의 엔코더는 증분형 소형 로터리 엔코더에 특화되어 있습니다.
설정용 로터리 엔코더는 광학식(Optical)과 자기식(Magnetic)을 갖추고 있으며, 스위치 기능의 유무·클릭의 유무·나아가 패널 방수 등 바리에이션 풍부한 고객의 사용법에 맞춘 제품을 준비하고 있습니다.
서보용 로터리 엔코더는 광학식으로 φ12부터 φ30 타입까지 갖추고 있으며, 소형·경량·로우 코스트 타입으로부터 고분해능품까지 라인업하고 있습니다.

조이스틱 엔코더의 등장

그 외에　특징적인 제품으로 조이스틱 엔코더를 소개합니다. 조이스틱에 광학식 엔코더, 푸시 스위치를 탑재한 다기능 디바이스로 조이스틱 50만회, 엔코더/푸시스위치 100만회의 장수명 제품입니다.

원 패키지 다기능 장치로 뛰어난 착용감과 조작 성능을 발휘

특징특징

• 조이스틱, 광학인코더,푸시스위치를 탑재한 다기능 장치

• 패널 조작에 적합한 크기와 뛰어난 조작감

• 장수명 (조이스틱 50만회 인코더/푸시스위치 100 만회)

CJ25 시리즈

기능 소개

조이스틱	인코더	스위치
4 방향 또는 8 방향	20포지션 (5P/R)	푸시온

3. 애플리케이션 (용도 예)

각종 엔코더는 다음의 용도 등에 최적입니다. 꼭 검토해 주세요.

• 
  의료 기기
• 
  측정 장비
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  통신기기
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  방송기기
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  발매기
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  ATM