JP2018091777A - エンコーダおよびその調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リサージュ信号の信号強度を観測するための外部機器等を用いずにスケールに対するヘッドの姿勢を調整することができるエンコーダの提供。【解決手段】エンコーダ１は、測定方向に沿って目盛を有するスケール２と、光源４および受光手段５を有し、スケール２の測定方向に沿って相対移動してスケール２との相対移動量を検出するヘッド３と、ヘッド３を制御する制御手段と、を備える。制御手段は、受光手段５にて受光した測定光を検出信号として検出する検出部１０と、検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部１１と、フィードバック信号に基づいて測定光の光量を制御する光量制御部１２と、測定光の光量を観測する観測部１３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、エンコーダおよびその調整方法に関する。

従来、測定方向に沿って目盛を有するスケールと、スケールに向かって測定信号を送信する送信手段と、スケールを介して測定信号を受信する受信手段とを有し、スケールの測定方向に沿って相対移動してスケールとの相対移動量を検出するヘッドと、ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダが知られている。
このようなエンコーダにおいて、スケールおよびヘッドは分離しており、スケールおよびヘッドは、互いに所定の位置関係を保つように姿勢を調整したうえで測定対象物に組み付けられる。一般的には、使用者は、オシロスコープ等の外部機器を見ながらスケールに対するヘッドの姿勢を手動で調整する（例えば、特許文献１参照）。

ここで、ヘッドの姿勢は、スケールに対してロール角度方向、ピッチ角度方向、およびヨー角度方向にずれて測定対象物に組み付けられることがあるが、特にヨー角度方向のずれは、測定信号の検出に影響を与える。例えば、スケールに対してヘッドがヨー角度方向に大きくずれていた場合、スケールとヘッドとのアライメントがずれて、受信手段が受信できる測定信号の大きさが小さくなり、効率的に測定信号を受信することが困難となる。このため、スケールに対するヘッドの姿勢の調整は、主にヘッドのヨー角度方向の調整を行う。

具体的には、先ず、使用者は、エンコーダの受信手段が受信する測定信号から検出された９０°位相が異なる２相正弦波状信号の振幅（リサージュ信号の信号強度）をオシロスコープに表示させる。次に、使用者は、オシロスコープに表示されたリサージュ信号の信号強度（円の直径）を観測する。そして、使用者は、リサージュ信号の信号強度が最大となるようにヘッドをヨー角度方向に手動で動かして、スケールに対するヘッドの姿勢を調整し、測定対象物に組み付ける。

図７は、従来のエンコーダのヘッドのヨー角度に対応する信号強度を示すグラフである。
以下、光電式エンコーダにおけるスケールに対するヘッドの姿勢の調整方法について、図７を参照して説明する。
図７（Ａ）は、横軸をヘッドのヨー角度θ、縦軸をリサージュ信号の信号強度Ｒとして、ヘッドのヨー角度θの変化に対応するリサージュ信号の信号強度Ｒの変化を示すグラフであり、図７（Ｂ）は、横軸をヘッドのヨー角度θ、縦軸を光源（送信手段）の電流Ｉとして、ヘッドのヨー角度θの変化に対応する光源の電流Ｉの変化を示す図である。

図７（Ａ）に示すように、スケールに対するヘッドのヨー角度θを変化させた場合、リサージュ信号の信号強度Ｒは変化する。このため、リサージュ信号の信号強度Ｒが最適な信号強度であるｍａｘ（最適ヨー角度ｂ）になるようにヘッドの姿勢を調整する必要がある。一方、図７（Ｂ）に示すように、光源の電流Ｉは、スケールに対するヘッドのヨー角度θを変化させた場合であっても、所定の値に保たれている。

図８は、オシロスコープで観測したリサージュ信号の信号強度を示すグラフである。
具体的には、図８は、リサージュ信号Ａ相，Ｂ相の信号強度について、横軸をリサージュ信号Ａ相、縦軸をリサージュ信号Ｂ相として、リサージュ信号の信号強度Ｒを示すグラフである。
図８に示すように、使用者がヘッドをヨー角度方向に動かすと、リサージュ信号の信号強度Ｒの直径は変動する。使用者は、ヘッドをヨー角度方向に動かし、リサージュ信号の信号強度Ｒの直径がオシロスコープに表示できる最大の直径になるようにスケールに対するヘッドの姿勢を調整する。
リサージュ信号の信号強度Ｒの直径を最大にすることで、受光手段（受信手段）が受光（受信）する測定光の光量（測定信号の大きさ）が大きくなり、測定の効率が向上するためである。

しかし、スケールに対するヘッドの姿勢を最適なヨー角度に近づけた際、リサージュ信号の信号強度Ｒは飽和してしまい（リサージュ信号の信号強度Ｒｍａｘ）、オシロスコープの表示部の表示領域Ｄに正常な状態、すなわち円として表示されなくなる場合がある。このような表示になった場合、正常に円が表示されないことからスケールに対するヘッドの姿勢を調整することができない。したがって、リサージュ信号の信号強度Ｒが飽和しないように、あらかじめオシロスコープの表示部の表示領域Ｄに表示される範囲内のリサージュ信号の信号強度となるように光源から照射される測定光の光量を調整する必要がある。ここで、光源から照射される測定光の光量は、光源に流れる電流に相当する。

特開２０１４−１５３１７５号公報

しかしながら、従来のスケールに対するヘッドの姿勢の調整では、リサージュ信号の信号強度を観測するためにオシロスコープ等の外部機器を設けなければならないという問題がある。
また、従来、スケールに対するヘッドの姿勢を外部機器を見ながら調整する際、送信手段（光源）の電流を一定にしてヘッドの姿勢を調整していた。ここで、光源は個々の特性にバラつきがあることが知られている。光源に流れる電流の大きさは光源から照射（送信）される測定光の光量（測定信号の大きさ）に相当する。

このため、光源の電流が大きく測定光の光量が強すぎた場合、前述したように、オシロスコープで観測するリサージュ信号の信号強度は飽和してしまい、スケールに対するヘッドの調整に問題が生じる。一方、光源の電流が小さく測定光の光量が弱すぎた場合、リサージュ信号の信号強度の検出精度が低下し、スケールに対するヘッドの姿勢の調整が困難となる。
したがって、ヘッドの姿勢を調整する際、その光源に最適な電流条件で電流を流すことが好ましいが、ある光源に最適な電流条件であっても、他の光源には最適な電流条件であるとは限らないため、スケールに対するヘッドの調整をする前に光源に最適な電流条件を見つけなければならないという問題がある。

本発明の目的は、リサージュ信号の信号強度を観測するための外部機器等を用いずにスケールに対するヘッドの姿勢を調整することができるエンコーダおよびその調整方法を提供することである。

本発明のエンコーダは、測定方向に沿って目盛を有するスケールと、スケールに向かって測定信号を送信する送信手段と、スケールを介して測定信号を受信する受信手段とを有し、スケールの測定方向に沿って相対移動してスケールとの相対移動量を検出するヘッドと、ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダであって、制御手段は、受信手段にて受信した測定信号を検出信号として検出する検出部と、検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部と、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさを制御する測定信号制御部と、測定信号の大きさを観測する観測部と、を備えることを特徴とする。

このような本発明によれば、エンコーダは、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさを制御する測定信号制御部と、測定信号の大きさを観測する観測部と、を備えるため、リサージュ信号の信号強度ではなく、送信手段から送信される測定信号の大きさを用いてスケールに対するヘッドの姿勢の調整を行う。したがって、リサージュ信号の信号強度を観測するための外部機器等を用いずにスケールに対するヘッドの姿勢を調整することができる。

従来は、送信手段から送信される測定信号の大きさ（電流）は一定であり、リサージュ信号の信号強度はヘッドを動かすことで変化していた。しかし、本発明では、測定信号制御部は、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさを制御するので、リサージュ信号の信号強度は一定に保たれ、送信手段から送信される測定信号の大きさはヘッドを動かすことで変化する。

具体的には、スケールに対してヘッドの姿勢が大きくずれて受信手段にて効率的に測定信号を受信することができない場合、測定信号制御部は、リサージュ信号の信号強度を一定に保つために送信手段から送信される測定信号の大きさを大きくする。また、スケールに対してヘッドの姿勢が最適に近く、受信手段にて効率的に測定信号を受信することができる場合、測定信号制御部は、リサージュ信号の信号強度を一定に保つために送信手段から送信される測定信号の大きさを小さくする。

したがって、スケールに対するヘッドの姿勢は、送信手段から送信される測定信号の大きさを観測部にて観測し、測定信号の大きさが最小になるようにヘッドを動かすことによって最適化できる。これにより、リサージュ信号の信号強度を低下させることがなく、スケールに対するヘッドの姿勢を安定して調整することができる。

なお、オシロスコープ等の外部機器を用いてリサージュ信号の信号強度を観測する際、２本の信号線で観測しなければならないという問題がある。
しかしながら、本発明によれば、信号線が２本必要なリサージュ信号の信号強度ではなく測定信号の大きさを観測する。したがって、スケールに対するヘッドの姿勢を調整するための測定信号の大きさを１本の信号線で観測することができ、エンコーダの小型化やコスト削減を図ることができる。

この際、スケールに対するヘッドの姿勢を変更する姿勢変更手段を備え、制御手段は、観測部にて観測された測定信号の大きさを最小とするように姿勢変更手段にスケールに対するヘッドの姿勢を変更させる姿勢調整部を備えることが好ましい。

ここで、使用者が手動でスケールに対するヘッドの姿勢を調整する場合、オシロスコープ等の外部機器を見ながら調整するため、効率的にヘッドを最適な姿勢に調整することが困難であるという問題がある。
しかしながら、このような構成によれば、エンコーダは、スケールに対するヘッドの姿勢を変更する姿勢変更手段を備え、姿勢変更手段は姿勢調整部からの指令に基づいて自動でヘッドの姿勢を変更するため、使用者が手動でスケールに対するヘッドの姿勢を調整する必要がなくなり、効率的にヘッドを最適な姿勢に調整することができる。

また、測定信号制御部は、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさ（電流）を制御するので、あらかじめ送信手段に最適な電流条件を見つける必要がなくなり、作業の効率化を図ることができる。また、姿勢調整部は、送信手段の電流が最小になるように姿勢変更手段にスケールに対するヘッドの姿勢を変更させるため、電力削減を図ることができる。

本発明のエンコーダは、測定方向に沿って目盛を有するスケールと、スケールに向かって測定光を照射する光源と、スケールを介して測定光を受光する受光手段とを有し、スケールの測定方向に沿って相対移動してスケールとの相対移動量を検出するヘッドと、ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダであって、制御手段は、受光手段にて受光した測定光を検出信号として検出する検出部と、検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部と、フィードバック信号に基づいて測定光の光量を制御する光量制御部と、測定光の光量を観測する観測部と、を備えることを特徴とする。

このような本発明によれば、エンコーダは、フィードバック信号に基づいて測定光の光量を制御する光量制御部と、測定光の光量を観測する観測部と、を備えるため、リサージュ信号の信号強度ではなく、光源から照射される測定光の光量を用いてスケールに対するヘッドの姿勢の調整を行う。したがって、リサージュ信号の信号強度を観測するための外部機器等を用いずにスケールに対するヘッドの姿勢を調整することができる。

従来は、光源から照射される測定光の光量（電流）は一定であり、リサージュ信号の信号強度はヘッドを動かすことで変化していた。しかし、本発明では、光量制御部は、フィードバック信号に基づいて測定光の光量を制御するので、リサージュ信号の信号強度は一定に保たれ、光源から照射される測定光の光量はヘッドを動かすことで変化する。

具体的には、スケールに対してヘッドの姿勢が大きくずれて受光手段にて効率的に測定光を受光することができない場合、光量制御部は、リサージュ信号の信号強度を一定に保つために光源から照射される測定光の光量を大きくする。また、スケールに対してヘッドの姿勢が最適に近く、受光手段にて効率的に測定光を受光することができる場合、光量制御部は、リサージュ信号の信号強度を一定に保つために光源から照射される測定光の光量を小さくする。

したがって、スケールに対するヘッドの姿勢は、光源から照射される測定光の光量を観測部にて観測し、測定光の光量が最小になるようにヘッドを動かすことによって最適化できる。これにより、リサージュ信号の信号強度を低下させることがなく、スケールに対するヘッドの姿勢を安定して調整することができる。

なお、前述したように、オシロスコープ等の外部機器を用いてリサージュ信号の信号強度を観測する際、２本の信号線で観測しなければならないという問題がある。
しかしながら、本発明によれば、信号線が２本必要なリサージュ信号の信号強度ではなく測定光の光量（電流）を観測する。したがって、スケールに対するヘッドの姿勢を調整するための測定光の光量を１本の信号線で観測することができ、エンコーダの小型化やコスト削減を図ることができる。

この際、スケールに対するヘッドの姿勢を変更する姿勢変更手段を備え、制御手段は、観測部にて観測された測定光の光量を最小とするように姿勢変更手段にスケールに対するヘッドの姿勢を変更させる姿勢調整部を備えることが好ましい。

このような構成によれば、エンコーダは、スケールに対するヘッドの姿勢を変更する姿勢変更手段を備え、姿勢変更手段は姿勢調整部からの指令に基づいて自動でヘッドの姿勢を変更するため、使用者が手動でスケールに対するヘッドの姿勢を調整する必要がなくなり、効率的にヘッドを最適な姿勢に調整することができる。

また、光量制御部は、フィードバック信号に基づいて測定光の光量（電流）を制御するので、あらかじめ光源に最適な電流条件を見つける必要がなくなり、作業の効率化を図ることができる。また、姿勢調整部は、光源の電流が最小になるように姿勢変更手段にスケールに対するヘッドの姿勢を変更させるため、電力削減を図ることができる。

ここで、光源としてＬＥＤ(Light Emitting Diode: 発光ダイオード)を採用した場合、ＬＥＤは累計使用時間により劣化するという特性を有する。したがって、姿勢変更手段が姿勢調整部の指令に基づき光源の電流が最小になるようにヘッドの姿勢を調整することで光源（ＬＥＤ）の劣化を抑制することができる。

本発明のエンコーダの調整方法は、測定方向に沿って目盛を有するスケールと、スケールに向かって測定信号を送信する送信手段と、スケールを介して測定信号を受信する受信手段とを有し、スケールの測定方向に沿って相対移動してスケールとの相対移動量を検出するヘッドと、ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダの調整方法であって、制御手段は、受信手段にて受信した測定信号を検出信号として検出する検出部と、検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部と、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさを制御する測定信号制御部と、を備え、測定信号の大きさを観測する観測工程と、観測工程にて観測された測定信号の大きさを最小とするようにスケールに対するヘッドの姿勢を変更する姿勢調整工程と、を備えることを特徴とする。

このような本発明によれば、エンコーダは、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさを制御する測定信号制御部と、測定信号の大きさを観測する観測工程と、を備えるため、リサージュ信号の信号強度ではなく、送信手段から送信される測定信号の大きさを用いてスケールに対するヘッドの姿勢の調整を行う。したがって、リサージュ信号の信号強度を観測するための外部機器等を用いずにスケールに対するヘッドの姿勢を調整することができる。

また、スケールに対するヘッドの姿勢は、送信手段から送信される測定信号の大きさを観測工程にて観測し、観測工程にて観測された測定信号の大きさを最小とするようにスケールに対するヘッドの姿勢を変更する姿勢調整工程にてヘッドを動かすことによって最適化できる。これにより、リサージュ信号の信号強度を低下させることがなく、スケールに対するヘッドの姿勢を安定して調整することができる。

また、測定信号制御部は、フィードバック信号に基づいて測定信号の大きさ（電流）を制御するので、あらかじめ送信手段に最適な電流条件を見つける必要がなくなり、作業の効率化を図ることができる。また、姿勢調整工程は、送信手段の電流が最小になるようにヘッドの姿勢を変更させるため、電力削減を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るエンコーダを示す斜視図 本発明の一実施形態に係るエンコーダを示すブロック図 本発明の一実施形態に係るエンコーダのヘッドの制御手段を示す制御ブロック図 本発明の一実施形態に係るスケールに対するヘッドの姿勢の調整している状態を示す概念図 本発明の一実施形態に係るリサージュ信号の信号強度および測定光の光量の変化を示すグラフ 本発明の一実施形態に係るエンコーダのヘッドの姿勢調整工程を示すフローチャート 従来のエンコーダのヘッドのヨー角度に対応する信号強度を示すグラフ オシロスコープで観測したリサージュ信号の信号強度を示すグラフ

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエンコーダを示す斜視図である。
エンコーダ１は、図１に示すように、測定方向（Ｘ方向）に沿って目盛を有するスケール２と、スケール２のＸ方向に沿って相対移動してスケール２との相対移動量を検出するヘッド３と、を備える光電式リニアエンコーダである。
なお、以下の説明において、スケール２の長手方向でありヘッド３の移動方向をＸ方向と記す場合がある。

スケール２は、ガラスなどで長尺状に形成され、スケール２のＸ方向に沿って反射部および非反射部を交互に有するインクリメンタルパターンの目盛２１とアブソリュートパターンの目盛２２とを備える。インクリメンタルパターンの目盛２１からはスケール２とヘッド３との相対移動量が検出され、アブソリュートパターンの目盛２２からは絶対位置が検出される。

ヘッド３は、送信手段である光源４と、受信手段である受光手段５と、を有している。
光源４は、例えばＬＥＤが用いられ、スケール２に測定信号である測定光を照射（送信）する。
受光手段５は、スケール２の目盛２１，２２を介して測定光を受光し、受光した測定光の光量変化を電気信号にする。そして、受光手段５はこの電気信号から９０°位相が異なる２相正弦波状信号（リサージュ信号）を検出する。
エンコーダ１は、受光手段５によって検出されたリサージュ信号に基づいてスケール２とヘッド３との相対移動量の検出を行う。

図２は、本発明の一実施形態に係るエンコーダを示すブロック図である。
ヘッド３は、図２に示すように、ヘッド３を制御する制御手段６と、スケール２に対するヘッド３の姿勢を変更する姿勢変更手段７と、例えばエンコーダ１に接続するコンピュータのディスプレイ画面などに制御手段６によって演算されたスケール２とヘッド３との相対移動量を出力する出力手段８をさらに備える。
制御手段６は、検出部１０と、フィードバック部１１と、測定信号制御部である光量制御部１２と、観測部１３と、姿勢調整部１４と、を備える。また、制御手段６は、受光手段５によって検出されたリサージュ信号からスケール２とヘッド３との相対移動量を演算している。

図３は、本発明の一実施形態に係るエンコーダのヘッドの制御手段を示す制御ブロック図である。
図３に示すように、エンコーダ１は、先ず、光量制御部１２により制御された光量の測定光を光源４からスケール２に向かって照射する。次に、受光手段５は、スケール２に向かって照射された測定光を受光する。そして、検出部１０は、受光手段５にて受光した測定光を検出信号として検出する。検出部１０にて検出された検出信号は、フィードバック部１１にてフィードバック信号として光量制御部１２にフィードバックされる。光量制御部１２は、フィードバック信号に基づいて光源４に照射させる測定光の光量を制御する。出力手段８は、制御手段６により検出信号から演算された相対移動量を出力する。
観測部１３は、光源４からスケール２に向かって照射された測定光の光量を観測する。観測部１３で観測された測定光の光量に基づいて、姿勢調整部１４は、スケール２に対するヘッド３の姿勢を調整するための指令を姿勢変更手段７に出力する。

図４は、本発明の一実施形態に係るスケールに対するヘッドの姿勢の調整している状態を示す概念図である。
姿勢変更手段７は、図４に示すように、姿勢調整部１４からの指令に基づいてスケール２に対するヘッド３の姿勢を調整する。

具体的には、姿勢変更手段７は、ヘッド３内の光源４および受光手段５を例えば図示しないモータやアクチュエータ等でヨー角度θ方向に駆動することによって、スケール２に対するヘッド３の姿勢を調整する。姿勢調整部１４は、観測部１３にて観測された測定光の光量が最小となるように姿勢変更手段７を介して光源４および受光手段５の姿勢を変更する。姿勢変更手段７は、光源４および受光手段５の姿勢をヨー角度θ方向に変更することで、スケール２とヘッド３とのアライメントを合わせて、受光手段５が効率的に測定光を受光できるように調整する。
なお、以下の説明において、光源４および受光手段５の姿勢の調整を、ヘッド３の姿勢の調整と記す場合がある。

図５は、本発明の一実施形態に係るリサージュ信号の信号強度および測定光の光量の変化を示すグラフである。
具体的には、図５（Ａ）は、横軸をヘッド３のヨー角度θ、縦軸をリサージュ信号の信号強度Ｒとして、ヘッド３のヨー角度θの変化に対応するリサージュ信号の信号強度Ｒの変化を示すグラフであり、図５（Ｂ）は、横軸をヘッド３のヨー角度θ、縦軸を光源４の電流Ｉとして、ヘッド３のヨー角度θの変化に対応する電流Ｉの変化を示す図である。
以下、スケール２に対するヘッド３の姿勢を調整する際のリサージュ信号の信号強度Ｒおよび光源４の電流Ｉの変化について、図５を参照して説明する。

姿勢変更手段７がヨー角度θ方向にヘッド３の姿勢を調整した場合、図５（Ａ）に示すように、リサージュ信号の信号強度Ｒは一定となっている。光量制御部１２がフィードバック信号に基づいて測定光の光量を制御するので、姿勢変更手段７によってヘッド３がヨー角度θ方向に駆動したとしても、リサージュ信号の信号強度Ｒは一定に保たれるからである。

一方、光源４の電流Ｉは、図５（Ｂ）に示すように、姿勢変更手段７によりヘッド３の姿勢が調整されることで変化する。スケール２に対してヘッド３の姿勢が大きくずれて受光手段５にて効率的に測定光を受光することができない場合、光量制御部１２は、リサージュ信号の信号強度Ｒを一定に保つために光源４から照射される測定光の光量に相当する電流Ｉを大きくする。また、スケール２に対してヘッド３の姿勢が最適に近く、受光手段５にて効率的に測定光を受光することができる場合、光量制御部１２は、リサージュ信号の信号強度Ｒを一定に保つために光源４から照射される測定光の光量に相当する電流Ｉを小さくする。

したがって、姿勢変更手段７がヨー角度θ方向にヘッド３を駆動することで、電流Ｉが最も小さくなったとき、受光手段５は効率的に測定光を受光できる。
具体的には、電流Ｉが最も小さくなるとき、すなわち電流Ｉがｍｉｎ（最適ヨー角度ａ）に達したとき、スケール２の目盛２１，２２とヘッド３の受光手段５とのアライメントが適切に調整され、最も効率よく受光手段５が測定光を受光できる状態である。

図６は、本発明の一実施形態に係るエンコーダのヘッドの姿勢調整工程を示すフローチャートである。
以下、スケール２に対するヘッド３の姿勢調整工程について、図６を参照して説明する。
エンコーダ１は、先ず、光源４からスケール２に向かって測定光を照射する（ステップＳＴ０１）。次に、姿勢調整部１４は姿勢変更手段７にスケール２に対するヘッド３のヨー角度θ方向の姿勢を調整する姿勢調整工程を実行する（ステップＳＴ０２）。
姿勢変更手段７にてヘッド３の姿勢を調整した後、観測部１３は、光源４がスケール２に向かって照射する測定光の光量を観測する観測工程を実行する（ステップＳＴ０３）。そして、姿勢調整部１４は、観測部１３が観測した測定光の光量が最小であるか否かを判定する（ステップＳＴ０４）。

姿勢調整部１４が測定光の光量は最小であると判定したとき（ステップＳＴ０４でＹＥＳ）、エンコーダ１は、スケール２に対するヘッド３の姿勢調整を終了する。
姿勢調整部１４が測定光の光量は最小ではないと判定したとき（ステップＳＴ０４でＮＯ）、ステップＳＴ０２へと戻り、エンコーダ１は、測定光の光量を最小とするようにスケール２に対するヘッド３の姿勢を変更させる姿勢調整工程を実行する。

具体的には、ステップＳＴ０４において、姿勢調整部１４は、前回の観測工程にて観測した測定光の光量と、今回の観測工程にて観測した測定光の光量とを比較する。
姿勢調整部１４は、今回の観測工程にて観測した測定光の光量が前回の観測工程にて観測した測定光の光量よりも大きくなった場合、次回の姿勢調整工程ステップＳＴ０２において、今回の姿勢調整工程ステップＳＴ０２にてヘッド３を駆動させたヨー角度θ方向とは反対のヨー角度θ方向にヘッド３を駆動させる。

これに対して、姿勢調整部１４は、今回の観測工程にて観測した測定光の光量が前回の観測工程にて観測した測定光の光量よりも小さくなった場合、次回の姿勢調整工程ステップＳＴ０２において、今回の姿勢調整工程ステップＳＴ０２にてヘッド３を駆動させたヨー角度θ方向と同じヨー角度θ方向にヘッド３を駆動させる。
このように、姿勢調整部１４は、観測工程にて観測する測定光の光量を減少させていき、観測工程にて観測する測定光の光量が変化しなくなった場合、または増加に転じた場合、測定光の光量が最小であると判定する。

このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）エンコーダ１は、フィードバック信号に基づいて測定光の光量を制御する光量制御部１２と、測定光の光量を観測する観測部１３と、を備えるため、リサージュ信号の信号強度Ｒではなく、光源４から照射される測定光の光量を用いてスケール２に対するヘッド３の姿勢の調整を行う。したがって、リサージュ信号の信号強度Ｒを観測するための外部機器等を用いずにスケール２に対するヘッド３の姿勢を調整することができる。

（２）エンコーダ１のスケール２に対するヘッド３の姿勢は、光源４から照射される測定光の光量を観測部１３にて観測し、測定光の光量が最小になるようにヘッド３を動かすことによって最適化できる。これにより、リサージュ信号の信号強度Ｒを低下させることがなく、スケール２に対するヘッド３の姿勢を安定して調整することができる。
（３）エンコーダ１は、信号線が２本必要なリサージュ信号の信号強度Ｒではなく測定光の光量（電流Ｉ）を観測するため、スケール２に対するヘッド３の姿勢を調整するための測定光の光量を１本の信号線で観測することができ、エンコーダ１の小型化やコスト削減を図ることができる。

（４）エンコーダ１は、スケール２に対するヘッド３の姿勢を変更する姿勢変更手段７を備え、姿勢変更手段７は姿勢調整部１４からの指令に基づいて自動でヘッド３の姿勢を変更するため、使用者が手動でスケール２に対するヘッド３の姿勢を調整する必要がなくなり、効率的にヘッド３を最適な姿勢に調整することができる。
（５）光量制御部１２は、フィードバック信号に基づいて測定光の光量（電流Ｉ）を制御するので、あらかじめ光源４に最適な電流条件を見つける必要がなくなり、作業の効率化を図ることができる。

（６）姿勢調整部１４は、光源４の電流Ｉが最小になるように姿勢変更手段７にスケール２に対するヘッド３の姿勢を変更させるため、電力削減を図ることができる。
（７）姿勢変更手段７が姿勢調整部１４の指令に基づき光源４の電流Ｉが最小になるようにヘッド３の姿勢を調整することで光源４（ＬＥＤ）の劣化を抑制することができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、光電式リニアエンコーダを例として本発明をエンコーダ１に用いる場合を説明したが、エンコーダ１は、電磁誘導式エンコーダであってもよいし、静電容量式エンコーダであってもよい。すなわち、検出器の形式や検出方式等は特に限定されるものではない。また、エンコーダ１は、ロータリーエンコーダでもよい。すなわち、その他の測定器等においても利用可能であり、本発明を何に実装するかについては、特に限定されるものではない。

前記実施形態では、エンコーダ１は、スケール２の目盛２１，２２を反射した光を受光手段５が受光する光電式エンコーダとして記載したが、スケール２は透過部と非透過部とを有する目盛２１，２２を備え、目盛２１，２２の透過部を透過した光を受光手段５が受光する光電式エンコーダであってもよい。スケール２は、インクリメンタルパターンの目盛２１とアブソリュートパターンの目盛２２とを備えていたが、インクリメンタルパターンの目盛２１だけを備えていてもよいし、アブソリュートパターンの目盛２２だけを備えていてもよい。すなわち、スケール２は目盛を有していればよい。

前記実施形態では、姿勢変更手段７はヘッド３内の光源４および受光手段５を駆動させていたが、姿勢変更手段７は、ヘッド３を駆動させてスケール２に対するヘッド３の姿勢を調整してもよい。
また、前記実施形態では、スケール２に対するヘッド３の姿勢の調整としてヨー角度θ方向の調整をしたが、ヘッド３の姿勢の調整方向はヨー角度θ方向に限らず、ロール角度方向やピッチ角度方向のヘッド３の姿勢を調整してもよい。

前記実施形態では、姿勢変更手段７は、例えばモータ等を用いてヘッド３を駆動させていたが、姿勢変更手段７を用いずに、使用者が手動でスケール２に対するヘッド３の姿勢を調整してもよい。その際、観測部１３は測定光の光量を観測していたが、使用者が目視で測定光の光量を観測し、ヘッド３の姿勢の調整を行ってもよい。また、測定光の光量は、光パワーメータ等で観測してもよく、どのような手段を用いて測定信号の大きさを観測してもよい。

以上のように、本発明は、エンコーダおよびその調整方法に好適に利用できる。

１ エンコーダ
２ スケール
３ ヘッド
４ 光源（送信手段）
５ 受光手段（受信手段）
６ 制御手段
７ 姿勢変更手段
１０ 検出部
１１ フィードバック部
１２ 光量制御部（測定信号制御部）
１３ 観測部
１４ 姿勢調整部

Claims (5)

1. 測定方向に沿って目盛を有するスケールと、前記スケールに向かって測定信号を送信する送信手段と、前記スケールを介して前記測定信号を受信する受信手段とを有し、前記スケールの測定方向に沿って相対移動して前記スケールとの相対移動量を検出するヘッドと、前記ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダであって、
   前記制御手段は、
   前記受信手段にて受信した前記測定信号を検出信号として検出する検出部と、
   前記検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部と、
   前記フィードバック信号に基づいて前記測定信号の大きさを制御する測定信号制御部と、
   前記測定信号の大きさを観測する観測部と、を備えることを特徴とするエンコーダ。
2. 請求項１に記載されたエンコーダにおいて、
   前記スケールに対する前記ヘッドの姿勢を変更する姿勢変更手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記観測部にて観測された前記測定信号の大きさを最小とするように前記姿勢変更手段に前記スケールに対する前記ヘッドの姿勢を変更させる姿勢調整部を備えることを特徴とするエンコーダ。
3. 測定方向に沿って目盛を有するスケールと、前記スケールに向かって測定光を照射する光源と、前記スケールを介して前記測定光を受光する受光手段とを有し、前記スケールの測定方向に沿って相対移動して前記スケールとの相対移動量を検出するヘッドと、前記ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダであって、
   前記制御手段は、
   前記受光手段にて受光した前記測定光を検出信号として検出する検出部と、
   前記検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部と、
   前記フィードバック信号に基づいて前記測定光の光量を制御する光量制御部と、
   前記測定光の光量を観測する観測部と、を備えることを特徴とするエンコーダ。
4. 請求項３に記載されたエンコーダにおいて、
   前記スケールに対する前記ヘッドの姿勢を変更する姿勢変更手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記観測部にて観測された測定光の光量を最小とするように前記姿勢変更手段に前記スケールに対する前記ヘッドの姿勢を変更させる姿勢調整部を備えることを特徴とするエンコーダ。
5. 測定方向に沿って目盛を有するスケールと、前記スケールに向かって測定信号を送信する送信手段と、前記スケールを介して前記測定信号を受信する受信手段とを有し、前記スケールの測定方向に沿って相対移動して前記スケールとの相対移動量を検出するヘッドと、前記ヘッドを制御する制御手段と、を備えるエンコーダの調整方法であって、
   前記制御手段は、
   前記受信手段にて受信した前記測定信号を検出信号として検出する検出部と、
   前記検出信号をフィードバック信号としてフィードバックするフィードバック部と、
   前記フィードバック信号に基づいて前記測定信号の大きさを制御する測定信号制御部と、を備え、
   前記測定信号の大きさを観測する観測工程と、
   前記観測工程にて観測された前記測定信号の大きさを最小とするように前記スケールに対する前記ヘッドの姿勢を変更する姿勢調整工程と、を備えることを特徴とするエンコーダの調整方法。

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