JPH0275910A - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
- Publication number
- JPH0275910A JPH0275910A JP22898588A JP22898588A JPH0275910A JP H0275910 A JPH0275910 A JP H0275910A JP 22898588 A JP22898588 A JP 22898588A JP 22898588 A JP22898588 A JP 22898588A JP H0275910 A JPH0275910 A JP H0275910A
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- Japan
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- light
- slit
- light receiving
- light source
- distortion
- Prior art date
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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。
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、スリット列を通過した光により受光面上に形
成される光強度の分布を正弦波状とし、高い内挿精度を
得るようにした光学式エンコーダに関するものである。
成される光強度の分布を正弦波状とし、高い内挿精度を
得るようにした光学式エンコーダに関するものである。
一般に、光学式のエンコーダにおいて、スリットの１ピ
ッチ以内の変位量を高精度に内挿するためには、受光面
上に、スリット列に対応した歪のない正弦波状の光強度
分布を形成する必要がある。
ッチ以内の変位量を高精度に内挿するためには、受光面
上に、スリット列に対応した歪のない正弦波状の光強度
分布を形成する必要がある。
第３図はこのような光学式エンコーダの一例を示す構成
図である０図において、１はコード板、ＳＯ−はコード
板ｌに形成されたスリット列、２はスリット列ＳＯに拡
散光を照射する光源、３はフォトダイオードアレイなど
よりなり、スリット列ＳＯを通過した光を検出する受光
素子である。光源２は、例えば点光源と拡散板とにより
構成され、光源の長さ（光の出射面）はマスクにより規
定されている。
図である０図において、１はコード板、ＳＯ−はコード
板ｌに形成されたスリット列、２はスリット列ＳＯに拡
散光を照射する光源、３はフォトダイオードアレイなど
よりなり、スリット列ＳＯを通過した光を検出する受光
素子である。光源２は、例えば点光源と拡散板とにより
構成され、光源の長さ（光の出射面）はマスクにより規
定されている。
第４図はこのような光学式エンコーダにおける光源２お
よび受光素子３の配置状態の一例を示す図である。ここ
では、光源２の長さＷ２はスリット列ＳＯのピッチＰＯ
と等しく、また、光源２とスリット列ＳＯとの距＃Ｌ２
と、受光素子３とスリット列ＳＯとの距１１ｉｔＬＢも
等しく選ばれている。
よび受光素子３の配置状態の一例を示す図である。ここ
では、光源２の長さＷ２はスリット列ＳＯのピッチＰＯ
と等しく、また、光源２とスリット列ＳＯとの距＃Ｌ２
と、受光素子３とスリット列ＳＯとの距１１ｉｔＬＢも
等しく選ばれている。
したがって、光源２から出射された拡散光は、図のよう
な範囲に到達し、受光素子３の位置（受光面）における
光強度の分布は、図中に示すような正弦波分布となる。
な範囲に到達し、受光素子３の位置（受光面）における
光強度の分布は、図中に示すような正弦波分布となる。
なお、このように構成された光学式エンコーダにおいて
は、コード板１（スリット列ＳＯ）の変位と共に、光強
度の分布が移動し、受光素子３の出力からは、その移動
量に応じた位相信号が得られる。したがって、この位相
信号の位相変位量を測定すれば、スリット列ＳＯの１ピ
ッチ以内の変位量を高精度に内挿して求めることができ
る。
は、コード板１（スリット列ＳＯ）の変位と共に、光強
度の分布が移動し、受光素子３の出力からは、その移動
量に応じた位相信号が得られる。したがって、この位相
信号の位相変位量を測定すれば、スリット列ＳＯの１ピ
ッチ以内の変位量を高精度に内挿して求めることができ
る。
しかしながら、スリット列ＳＯの１ピッチ以上の変位量
をアブソリュ゛−トに測定するために、コード板１上に
ピッチの異なる複数のスリット列を設ｃ−するようにし
た光学式エンコーダにおいては、多くの場合、光源は１
つの光源が複数のスリット列で共用され、各スリット列
に対応した受光素子は、同一の基板上に形成されている
ので、全ての受光素子に対して、受光面上の光強度分布
を歪のない正弦波状とすることはできない、すなわち、
いずれか１つのスリット列に対して上記のような位置調
節を行なったとすると、他のスリット列においては、同
様な位置関係を保つことができず、光強度の正弦波分布
が得られなくなってしまう。
をアブソリュ゛−トに測定するために、コード板１上に
ピッチの異なる複数のスリット列を設ｃ−するようにし
た光学式エンコーダにおいては、多くの場合、光源は１
つの光源が複数のスリット列で共用され、各スリット列
に対応した受光素子は、同一の基板上に形成されている
ので、全ての受光素子に対して、受光面上の光強度分布
を歪のない正弦波状とすることはできない、すなわち、
いずれか１つのスリット列に対して上記のような位置調
節を行なったとすると、他のスリット列においては、同
様な位置関係を保つことができず、光強度の正弦波分布
が得られなくなってしまう。
例えば、スリット列に対する光源および受光素子の位置
関係が前記第４図と等しいものとしたとき、光源の長さ
Ｗ２に比べてスリット列ＳＯ−のピッチＰＯ−が大きい
場合には、第５図に示すごとく、受光面において光が当
たらない部分ができ、光強度分布は台形のようになって
しまう、また、光源の長さＷ２に比べてスリット列ＳＯ
゛のピッチＰＯ−が小さい場合には、第６図に示すごと
く、別のスリットを通過した光が重なりあい、光強度分
布は三角波のようになってしまう。
関係が前記第４図と等しいものとしたとき、光源の長さ
Ｗ２に比べてスリット列ＳＯ−のピッチＰＯ−が大きい
場合には、第５図に示すごとく、受光面において光が当
たらない部分ができ、光強度分布は台形のようになって
しまう、また、光源の長さＷ２に比べてスリット列ＳＯ
゛のピッチＰＯ−が小さい場合には、第６図に示すごと
く、別のスリットを通過した光が重なりあい、光強度分
布は三角波のようになってしまう。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、コー
ド板上にピッチの異なる複数のスリット列を設けるよう
にした場合にも、全ての受光素子に対して、その受光面
上の光強度分布を歪のない正弦波状とすることのできる
光学式エンコーダを簡単な構成により実現することを目
的としたちのである。
ド板上にピッチの異なる複数のスリット列を設けるよう
にした場合にも、全ての受光素子に対して、その受光面
上の光強度分布を歪のない正弦波状とすることのできる
光学式エンコーダを簡単な構成により実現することを目
的としたちのである。
本発明の光学式エンコーダは、コード板上にピンチの異
なる複数のスリット列を有しこれらのスリット列に対し
て共通の光源から拡散光を照射するとともに各スリット
列を通過した光をそれぞれのスリット列に対応して配置
された複数の受光素子により受光するようにした光学式
エンコーダにおいて、屈折率が空気と異なる補正板を前
記光源から各受光素子に至るまでの任意の光路中に挿入
するようにしたものである。
なる複数のスリット列を有しこれらのスリット列に対し
て共通の光源から拡散光を照射するとともに各スリット
列を通過した光をそれぞれのスリット列に対応して配置
された複数の受光素子により受光するようにした光学式
エンコーダにおいて、屈折率が空気と異なる補正板を前
記光源から各受光素子に至るまでの任意の光路中に挿入
するようにしたものである。
このように、光源から受光素子に至るまでの任意の光路
中に、屈折率が空気と異なる補正板を挿入すると、その
屈折率および厚さに応じて見掛上の光路長が変化し、こ
れらの値を適当に選ぶことにより、受光面上に歪のない
正弦波分布を得ることができる。
中に、屈折率が空気と異なる補正板を挿入すると、その
屈折率および厚さに応じて見掛上の光路長が変化し、こ
れらの値を適当に選ぶことにより、受光面上に歪のない
正弦波分布を得ることができる。
第１図は本発明の光学式エンコーダの一実施例を示す構
成図である０図において、前記第３図と同様のものは、
同一符号を付して示す、Ｓｌ、Ｓ２はコード板１に設け
られたピッチの異なるスリット列、３１．３２はこのス
リット列ＳＬ、Ｓ２に対応して設けられた受光素子であ
り、これらは基板３０に一体に保持されている。４は例
えばカラスよりなる補正板で、スリットＳ２と受光素子
３２との間に挿入されている。光源２は２つのスリット
列Ｓｌ、Ｓ２を同時に照射するだけの幅を有しており、
その長さＷ２は一方のスリット列Ｓ１のピッチＰ１に合
わされている。また、光源２および受光素子３１．３２
（基板３０）の位置関係は、スリット列Ｓ ］、を基
準として調整されており、前記第４図の関係に保たれて
いる。すなわち、受光素子３１においては、受光面上の
光強度の分布は歪のない正弦波分布となっている。
成図である０図において、前記第３図と同様のものは、
同一符号を付して示す、Ｓｌ、Ｓ２はコード板１に設け
られたピッチの異なるスリット列、３１．３２はこのス
リット列ＳＬ、Ｓ２に対応して設けられた受光素子であ
り、これらは基板３０に一体に保持されている。４は例
えばカラスよりなる補正板で、スリットＳ２と受光素子
３２との間に挿入されている。光源２は２つのスリット
列Ｓｌ、Ｓ２を同時に照射するだけの幅を有しており、
その長さＷ２は一方のスリット列Ｓ１のピッチＰ１に合
わされている。また、光源２および受光素子３１．３２
（基板３０）の位置関係は、スリット列Ｓ ］、を基
準として調整されており、前記第４図の関係に保たれて
いる。すなわち、受光素子３１においては、受光面上の
光強度の分布は歪のない正弦波分布となっている。
これに対して、受光素子３２側においては、スリット列
Ｓ２のピッチＰ２がスリット列Ｓ１のピッチＰ１より小
さいので、補正板４が挿入されていない状態では、その
受光面上の光強度の分布は、前記した第６図のような状
態となる。
Ｓ２のピッチＰ２がスリット列Ｓ１のピッチＰ１より小
さいので、補正板４が挿入されていない状態では、その
受光面上の光強度の分布は、前記した第６図のような状
態となる。
そこで、スリットＳ２と受光素子３２との間に補正板４
を挿入すると、第２図に示すごとく、補正板４によりス
リット列Ｓ２を通過した光が屈折し、見掛上の光路長が
短くなるので、受光面上の光強度の分布を歪のない正弦
波分布とすることができる。
を挿入すると、第２図に示すごとく、補正板４によりス
リット列Ｓ２を通過した光が屈折し、見掛上の光路長が
短くなるので、受光面上の光強度の分布を歪のない正弦
波分布とすることができる。
ここで、見掛上の光路長を変化させる程度は、補正板４
の屈折率とその厚さとによって決まるので、これらの値
を適当に選択することにより、任意の補正を行なうこと
ができる。
の屈折率とその厚さとによって決まるので、これらの値
を適当に選択することにより、任意の補正を行なうこと
ができる。
なお、上記の説明においては、光源２などの配置状態の
一例として、光源の長さＷ２とスリット列Ｓｏ、Ｓｌの
ピッチＰＯ，ＰＬとが等しく（Ｗ２＝ＰＯ，ＰＬ＞、ス
リット列Ｓｏ、Ｓｌに対する光源２と受光素子３．３１
．３２との距離Ｌ２．Ｌ３が等しい場合（Ｌ２＝Ｌ３）
を例示したが、光強度の正弦波分布を得るための関係は
これに限られるものではなく、一般に、 Ｗ２−（１−，３＋Ｌ２）／Ｌ３．ｘ （ＰＯ／２）の
関係を満足するように選ばれている。また、スリット列
が２つの場合を例示したが、スリット列の数はこれに限
られるものではない、また、補正板４を挿入する位置は
、スリット列と受光素子との間に限らず、その屈折率ま
たは補正する方向によっては、光源とスリット列との間
に挿入されることもあり得る。さらに、この補正方法は
ロータリエンコーダにも応用することができる。
一例として、光源の長さＷ２とスリット列Ｓｏ、Ｓｌの
ピッチＰＯ，ＰＬとが等しく（Ｗ２＝ＰＯ，ＰＬ＞、ス
リット列Ｓｏ、Ｓｌに対する光源２と受光素子３．３１
．３２との距離Ｌ２．Ｌ３が等しい場合（Ｌ２＝Ｌ３）
を例示したが、光強度の正弦波分布を得るための関係は
これに限られるものではなく、一般に、 Ｗ２−（１−，３＋Ｌ２）／Ｌ３．ｘ （ＰＯ／２）の
関係を満足するように選ばれている。また、スリット列
が２つの場合を例示したが、スリット列の数はこれに限
られるものではない、また、補正板４を挿入する位置は
、スリット列と受光素子との間に限らず、その屈折率ま
たは補正する方向によっては、光源とスリット列との間
に挿入されることもあり得る。さらに、この補正方法は
ロータリエンコーダにも応用することができる。
以上説明したように、本発明の光学式エンコーダでは、
コード板上にピッチの異なる複数のスリット列を有しこ
れらのスリット列に対して共通の光源から拡散光を照射
するとともに各スリット列を通過した光をそれぞれのス
リット列に対応して配置された複数の受光素子により受
光するようにした光学式エンコーダにおいて、屈折率が
空気と異なる補正板を前記光源から各受光素子に至るま
での任意の光路中に挿入するようにしているので、補正
板の屈折率および厚さに応じて見掛上の光路長が変化し
、コード板上にピッチの異なる複数のスリット列を設け
るようにした場合にも、全ての受光素子に対して、その
受光面上の光強度分布を歪のない正弦波状とすることの
できる光学式エンコーダを簡単な構成により実現するこ
とができる。
コード板上にピッチの異なる複数のスリット列を有しこ
れらのスリット列に対して共通の光源から拡散光を照射
するとともに各スリット列を通過した光をそれぞれのス
リット列に対応して配置された複数の受光素子により受
光するようにした光学式エンコーダにおいて、屈折率が
空気と異なる補正板を前記光源から各受光素子に至るま
での任意の光路中に挿入するようにしているので、補正
板の屈折率および厚さに応じて見掛上の光路長が変化し
、コード板上にピッチの異なる複数のスリット列を設け
るようにした場合にも、全ての受光素子に対して、その
受光面上の光強度分布を歪のない正弦波状とすることの
できる光学式エンコーダを簡単な構成により実現するこ
とができる。
第１図および第２図は本発明の光学式エンコーダの一実
施例を示す構成図、第３図〜第６図は従来の光学式エン
コーダの一例を示す構成図である。 １・・・・・・コード板、Ｓｏ、Ｓｏ−，３１，Ｓ２・
・・・・・スリット列、２・・・・・・光源、３，３１
．３２・・・・・・受光素子、３０・・・・・・基板、
４・・・・・・補正板。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
施例を示す構成図、第３図〜第６図は従来の光学式エン
コーダの一例を示す構成図である。 １・・・・・・コード板、Ｓｏ、Ｓｏ−，３１，Ｓ２・
・・・・・スリット列、２・・・・・・光源、３，３１
．３２・・・・・・受光素子、３０・・・・・・基板、
４・・・・・・補正板。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- コード板上にピッチの異なる複数のスリット列を有しこ
れらのスリット列に対して共通の光源から拡散光を照射
するとともに各スリット列を通過した光をそれぞれのス
リット列に対応して配置された複数の受光素子により受
光するようにした光学式エンコーダにおいて、屈折率が
空気と異なる補正板を前記光源から各受光素子に至るま
での任意の光路中に挿入したことを特徴とする光学式エ
ンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22898588A JPH0275910A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22898588A JPH0275910A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 光学式エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275910A true JPH0275910A (ja) | 1990-03-15 |
| JPH0577966B2 JPH0577966B2 (ja) | 1993-10-27 |
Family
ID=16884963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22898588A Granted JPH0275910A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0275910A (ja) |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP22898588A patent/JPH0275910A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577966B2 (ja) | 1993-10-27 |
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