JPH01216210A - アブソリュートエンコーダ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は工作機械やロボット等において、被測定物体の
回転状態や移動状態等の変位や絶対位置等を測定するア
ブソリュートエンコーダーに関し、特に被測定物体に設
けたピット信号を発生させる為の２進符号化したコード
より成るトラックを複数設けたメインスケールに光束を
入射させ、該メインスケールからの反射若しくは透過光
束を複数のスリットを有する固定スケールを介して受光
手段により電気的なデータを得、これより該被測定物体
の絶対的位置を検出する際に好適なアブソリュートエン
コーダに関するものである。

（従来の技術） 従来より被測定物体の回転、移動、位置等の検出や回転
機構の回転量、回転速度等の絶対的な検出を行う測定装
置として光電的なアブソリュートエンコーダが多く利用
されている。

第２図は従来の被測定物体の変位状態の絶対量を測定す
る為の、所謂アブソリュートエンコーダの−例を示す概
略図である。

同図において８１は回転軸でありメインスケール８２が
取り付けられ、メインスケール８２上には２連符号化し
た複数のトラックが設けられている。メインスケール８
２と平行に固定スケール８３が取り付けられており、固
定スケール８３上にはメインスケール８２上の各トラッ
クに対応した位置に各々スリットが設けられ、光束が通
過出来るようになっている。

メインスケール８２と固定スケール８３とを挟み込むよ
うに光源８４と集光レンズ８６とから成る照明系とトラ
ックの数に対応した複数の受光素子５１〜５７より成る
受光手段８５とが設けられている。

一般には光源８４から発した光束は集光レンズ８６によ
フて略平行光束とされ、メインスケール８２上の各トラ
ックに入射している。

回転軸８１の回転角度位置はメインスケール８２上の符
号化されたトラック及び固定スケール８３のスリットを
通過した光束を受光手段８５で検出することにより得て
いる。

第２図に示す構成においては、集光レンズ８６を通過し
た光束によるメインスケール８２若しくは固定スケール
８３上の照度分布は、例えば第３図に示すように光軸り
中心部で高く、周辺部にいくに従い低下する。

この為、メインスケール８２のトラックのスリットと固
定スケール８３のスリットとを完全に通過した光束を各
受光素子で受光する場合でも、光軸近傍の受光素子、例
えば受光素子５４の受光光量は大きく、光軸から離れた
位置にある受光素子、例えば受光素子５１の受光光量は
小さくなってくる傾向があった。この為、検出積度が低
下してくる欠点があった。

これに対して各受光素子からの出力値に対するゲインを
調整する増幅器を利用することが考えられるが、この方
法は各受光素子毎に電気的な調整を必要とし、手間がか
かり、又構成が複雑化してくる等の欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は照明系からの光束によるメインスケール若しく
は固定スケール上の照度分布が均一でなくても、メイン
スケール上の各トラックのスリットを通過し、各受光素
子によって受光される受光光量が略等しくなるようにし
、被測定物体の変位状態、例えば絶対変位量や絶対的位
置等の検出を高精度で求めることのできるアブソリュー
トエンコーダの提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 被測定物体に連絡した複数のトラックを有するメインス
ケールに照明系により光束を入射させ、該メインスケー
ルの各トラックからの光束を複数のスリットを有する固
定スケールを介して受光手段により検出し、該受光手段
からの光信号を得て、該被測定物体の変位状態を検出す
るアブソリュートエンコーダにおいて、該固定スケール
の各スリットの幅を該照明系の入射光束による該固定ス
ケール上の照度分布に応じて変化させたことである。

（実施例） 第１図は本発明なロータリエンコーダに適用したときの
一実施例の光学系の要部概略図である。

同図において１は被測定物体の回転軸、２は２連符号化
された複数のトラックを有するメインスケールであり、
回転軸１に取り付けられている。

本実施例ではメインスケール２には７つのトラック２１
〜２７を設けた場合を示している。又各トラック２１〜
２７のトラック幅は一定である。

３は固定スケールであり、メインスケール２のトラック
数と同数の７つの後述するように幅の異ったスリット３
１〜３７を有しており、メインスケール２と略平行に配
置されている。７は照明系であり、光源４と集光レンズ
６とを有している。５は受光手段であり、固定スケール
３の各スリット３１〜３７に対応した数の受光素子５１
〜５７を有している。照明系７と受光手段５はメインス
ケール２と固定スケール３を挟んで配置している。

本実施例においては光源４からの光束を集光レンズ６で
略平行光束とし、メインスケール２上の各トラック２１
〜２７を照射している。このときメインスケール２上の
照度分布は、一般に例えば第３図に示すように集光レン
ズ６の光軸りから離れるに従い順次低下している。

この為、本実施例では固定スケール２上の各スリット３
１〜３７の幅を第１図に示すように光軸りから離れるに
従い順次拡大させている。即ちスリット３４の幅を最も
狭くし、スリット３１゜３７の幅を最も広くしている。

そしてこのときの各スリットの拡大幅はメインスケール
２若しくは固定スケール３上の照度分布を考慮して設定
している。

これにより各トラック２１〜２７を通過し、固定スケー
ル３の各スリット３１〜３７を通過する光束による各受
光素子５１〜５７への入射光量を等しくし、この結果各
受光素子５１〜５７からの出力値が等しくなるようにし
ている。このように各トラック幅を変化させることによ
り、集光レンズ６からの光束による照度分布の不均一を
補正し、被測定物体の変位状態を求める際の測定精度の
向上を図っている。

尚、本実施例は集光レンズ６とメインスケール２との間
に固定スケール３を設けたアブソリュート式のロータリ
ーエンコーダにもそのまま適用することができる。

又、被測定物の直線方向の移動状態を検出するリニアエ
ンコーダにもそのまま適用することができる。

（発明の効果） 本発明によれば固定スケールの各トラックの幅を前述の
如く設定することにより、固定スケール上の照度分布が
不均一であっても、各受光素子によって受光される受光
光量な略等しくすることが出来る為、受光素子毎に電気
的な補正手段である増幅器等を用いなくても被測定物体
の変位状態を高精度で測定することのできるアブソリュ
ートエンコーダを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部概略図、第２図は従来
のアブソリュートエンコーダの要部概略図、第３図は第
２図の固定スケール上の照度分布の説明図である。 図中、１は回転軸、２はメインスケール、３は固定スケ
ール、４は光源、５は受光手段、６は集光レンズ、フは
照明系、２１〜２７はトラック、３１〜３７はスリット
、５１〜５７は受光素子である。 特許出願人　　キャノン株式会社 し　−ニーＪ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物体に連絡した複数のトラックを有するメ
   インスケールに照明系により光束を入射させ、該メイン
   スケールの各トラックからの光束を複数のスリットを有
   する固定スケールを介して受光手段により検出し、該受
   光手段からの光信号を得て、該被測定物体の変位状態を
   検出するアブソリュートエンコーダにおいて、該固定ス
   ケールの各スリットの幅を該照明系の入射光束による該
   固定スケール上の照度分布に応じて変化させたことを特
   徴とするアブソリュートエンコーダ。
2. （２）前記固定スケールの各スリットの幅を照明系の光
   軸から周辺にかけて順次増大させたことを特徴とする請
   求項１記載のアブソリュートエンコーダ。