JPH01147320A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、光学式スケールを読み取ることにより、被検
物体の変位量や位置を検出する位置検出装置に関する。

〈従来技術〉 従来の光学式エンコーダと呼称される位置検出装置は、
例えば第５図に示す様な構成であった。

第５図において、１は単一スリット開口を有する遮光部
材であり、２は被検物体と連結された光学式スケールで
ある。光学式スケール２は透光部と遮光部とを交互に規
則正しく配列して成る。

又、３はＬＥＤ等の発光素子、４はフォトトランジスタ
等の受光素子であり、発光素子３からの光は遮光部材１
のスリット開口を介して光学式スケール２を照明し、光
学式スケール２の透光部を通過した光は遮光部材１のス
リット開口を通過して、受光素子４により受光される。

被検物体に連結した光学式スケール２が移動するのに従
って受光素子４からの出力信号が変化する。依って、こ
の信号変化にもとづいて被検物体の位置が検出できる。

この様な位置検出装置において、高精細な、即ち分解能
の高い位置検出を行なう場合には、光学式スケール２の
透光部と遮光部の幅を狭くすると共に、遮光部材１のス
リット開口の幅も狭くしなけれ・ばならない。

しかしながら、遮光部材１のスリット間口の幅を狭くす
ると、受光素子４に到達する光量が減少して検出感度が
低下するという問題点が生じる。

〈発明の概要〉 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発
明の目的は、検出感度と分解能の双方を向上させた位置
検出装置を提供することにある。

上記目的を達成する為に、本発明の位置検出装置は、光
学式スケールに光を照射し、該スケールからの光を受光
することにより、被検物体の変位量若しくは位置を検出
する位置検出装置であって、前記スケールに光を照射す
る投光手段と前記スケールからの光を受光する受光手段
の少なくとも一方が複数のスリット開口を具えた遮光部
材を有し、該複数のスリット開口を通過した光で前記ス
ケールを照明し、又は前記スケールからの光を該複数の
スリット開口を介して受光することを特徴とする。

本発明の位置検出装置は、所謂光学式のリニアエンコー
ダやロータリーエンコーダとして適用されるものであり
、高分解能で被検物体の位置、変位量、速度等を検出可
能である。

本発明の更なる特徴は後述する実施例から明らかになる
。又、本発明思想にもとづいて、本願で開示する実施形
態以外の、種々の形態の位置検出装置を提供できる。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例の概略構成図である。同図に
おいて、１は外来光などのノイズ光制限と照明光束を細
くする為のスリット開口を有する遮光部材、２は被検物
体の位置検出の基準となる光学式スケール、３はＬＥＤ
等の発光素子、４はフォトトランジスタ等の受光素子で
ある。

ＬＥＤ３からの光束は複数のスリット開口を有する遮光
部材ｌの各スリット開口（間隙あるいは透光部）を通過
し、細い光束になり、光学式スケール２の透光部を通過
し、受光素子４側の遮光部材１のスリット開口を経て、
受光素子４で受光され光電流となる。

遮光部材１と発光素子３と受光素子４によって、光セン
サ５が構成される。そして、光センサ５と光学式スケー
ル２とが第２図のように相対移動することにより、光学
式スケール２の透光部を通過する光を受光素子４で光電
変換し、被検物体の位置信号を得る。

ここで、光学式スケール２と透光部と遮光部材１のスリ
ット開口の、相対移動方向に関する幅は同一である。

本発明によれば、第１図に示すように、遮光部材１のス
リット開口と光学式スケール２の透光部を狭くすると同
時に、後述する如く第４図に示す遮光部材１と光学式ス
ケール２のスリットの相互関係を満すように、遮光部材
１のスリット開口をＰＡ＠にすることにより、従来同様
の受光量が得られ、しかも分解能が向上する。

第１図に示す実施例では、第５図の従来装置の単一のス
リットと同等の受光量で１分解能を２倍にするため、遮
光部材１のスリット開口幅を１／２、スリット開口数を
２倍にしたが、２個以上のスリット開口数を設定しても
良い。ここで重要となるのは、上述の様に第４図に示す
通り、光学式スケール２のスリット間隔をＴ（ピッチＴ
）とすると、遮光部材１のスリット開口間隔をＴの整数
倍（ｎＴ）とすることである。

光学式スケール２の検出対象は投受光素子３゜４の大き
さに比較してはるかに狭い領域であるため、個々のスリ
ット開口の光量不均一性は問題とならない。

又、第２図において、光学式スケール２又は光センサ５
が位置検出の対象となる不図示の被検物体に固設される
。

従って、矢印Ａで示す如く光学式スケール２が被検物体
の８ＩＩ］と共に移動するか、或いは矢印にで示す如く
光センサ５が被検物体の移動と共に移動することにより
、光学式スケール２と光センサ５の相対移動が行なわれ
る。

第２図に示す形態は、被検物体の並進移動を検出する所
謂リニアエンコーダを示すものであるが、被検物体の回
転運動を検出するロータリエンコーダにも本発明は通用
可能である。

光学式スケール２は、前述の様に遮光部材に所定ピッチ
で透光部、即ちここではスリットを設けたものであるが
、逆に透明部材に対して所定ピッチで遮光部を形成して
スケールとすることもできる。

第３図は本発明の他の実施例を示す概略構成図である。

第４図で説明した条件を満していれば、第３図に示すよ
うな投受光素子も複数個とした構成も採れる。各発光素
子３．３′からの光束は前記実施例同様遮光部材１のス
リット開口通過後、夫々対応する受光素子４．４′に達
して光電流となる。

そして、各受光素子４．４′からの電気信号を加算器６
によって加算し、出力信号を形成する。

又、本実施例において、前記実施例の如く、各発光素子
３．３′と受光素子４．４′の対に対して、各発光素子
３，３′からの光の光路に対応する遮光部材１の各部分
に複数個のスリット開口を設けるのも更に効果がある。

〈発明の効果〉 以上、本発明によれば、投光手段や受光手段が複数個の
スリット開口を具えた遮光部材を有することにより、ノ
イズ光の影晋を回避して高精度の位置検出を行ない、且
つ分解能及び検出感度を向上することが可能な位置検出
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図。 第２図は光センサと光学式スケールの関係を示す模式図
。 第３図は本発明の他の実施例を示す概略構成図。 第４図は遮光部材のスリット開口と光学式スケールの透
光部との関係を示す説明図。 第５図は従来の位置検出装置を示す概略構成図。 １−−−スリット開口を有する遮光部材２−ｍ−光学式
スケール ３−ｍ−発光素子 ４−ｍ−受光素子 ５−一一光センサ ６−ｍ−加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学式スケールに光を照射し、該スケールからの光を受
   光することにより、被検物体の変位量若しくは位置を検
   出する位置検出装置であって、前記スケールに光を照射
   する投光手段と前記スケールからの光を受光する受光手
   段の少なくとも一方が複数のスリット開口を具えた遮光
   部材を有し、該複数のスリット開口を通過した光で前記
   スケールを照明し、及び又は前記スケールからの光を該
   複数のスリット開口を介して受光することを特徴とする
   位置検出装置。