JPH0348723A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば工作機械や精密測長機等に使用して好
適な位置検出装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、例えば工作機械や精密測長機等に使用して好
適な位置検出装置において、周期的なパターンが形成さ
れた第１のスケールと、この第１のスケールと平行に配
されその周期的なパターンの絶対位置をコード化して成
る非周期的なパターンが形成された第２のスケールと、
その第１のスケールに対して相対変位自在でその周期的
なパターンに対応する位相検出信号を生成する第１の検
出器と、この第１の検出器と連動してその第２のスケー
ルに対して相対変位自在でその非周期的なパターンに対
応する絶対位置信号を生成する第２の検出器と、その位
相検出信号よりその周期的なパターンの１ピッチ内の絶
対位置を検出する第１の検出回路と、その絶対位置信号
よりその周期的なパターンの１ピンチ毎の絶対位置を検
出する第２の検出回路とを有し、それら第１及び第２の
スケールとそれら第１及び第２の検出器との相対変位量
をその非周期的なパターンの全長に亘ってその周期的な
パターンの１ピッチ内の絶対位置と同等の分解能の絶対
位置として検出することにより、高い分解能で長尺の絶
対位置検出ができる様にしたものである。

（従来の技術〕 工作機械等においては例えば加工具の送り量を検出する
ために、一方の部材に周期的なパターンの目盛が形成さ
れたスケールを配し、他方の部材にその目盛をセンサに
より読取って周期的な電気信号を生成する検出器を配し
、その電気信号をパルス化して積算計数することにより
それら一方の部材と他方の部材との相対変位量を測定で
きるようにした所謂インクリメンタル（ｉｎｃｒｅｍｅ
ｎ　ｔａ　Ｉ）方式の変位検出装置が使用されている。

しかしながら、この種のインクリメンタル方式の変位検
出装置では次のような欠点がある。

■　例えば作業を中断して電源を切った後や停電事故の
後に作業を再開するような場合には、その積算計数値が
失われているので別途設けた原点設定器によって座標系
の原点設定作業（イニシャライズ）を行う必要がある。

即ち、作業性に劣る。

■　他の工作機械等からのノイズにより作業の途中で一
度でも誤計数が発生するとそれ以後のその積算計数値は
全て誤りとなってしまうため、再びイニシャライズが必
要となる。即ち、耐ノイズ性に劣る。

［有］　計数パルスを常時計数する方式であるため応答
速度が制限される。

−Ｌ述の■〜■の欠点を全て解消するために、相対変位
する二部材の一方の部材に成る原点からの絶対位置を示
す非周期的なパターンの目盛が形成されたスケールを配
し、他方の部材にその目盛を読取るセンサを有する検出
器を配し、それら二部材間の相対変位量をそのスケール
上の原点からの絶対位置として検出するようにした所謂
アブソリュート（ａｂｓｏｌｕｔｅ）方式の位置検出装
置が各種提案されている。

第８図は特公昭５０−２３６１８号公報にて開示されて
いる従来の磁気式のアブソリュート方式の位置検出装置
を示し、この第８図において、（１）は磁性材より成る
スケールであり、このスケール（１）にはピッチλ１の
磁気目盛（２）及びピンチλ２（λ２〈λ１）の磁気目
盛（３）が平行に形成されている。また、（４八）及び
（４Ｂ）は夫々磁気目盛（２）を読取るだめの一対の磁
束応答型の磁気ヘッド、（５）は１ピッチハ内の位相θ
Ｉ（絶対位置）を検出するための位相検出回路、（６Ａ
）及び（６Ｂ）は夫々磁気目盛（３）を読取るための一
対の磁束応答型の磁気ヘッド、（７）はｌピッチλχ内
の位相θ２を検出するための位相検出回路を示す。

位相検出回路（５）から磁気ヘッド（４Ａ）及び（４Ｂ
）に対しては定数Ａ及び励磁周波数ｆ／２を用いて夫々
次の式で表わされる励磁信号ＩＡ及びＩ、が供給される
。

ＩＡ＝Ａ　ｃｏｓπｆ　ｔ　　　　　　　　　”・・（
１）Ｉｗ−Ａｃｏｓ（ｇｆｔ−１π／４）　　・・・・
（２）また、磁気ヘッド（４＾）と磁気ヘッド（４Ｂ）
との間隔を（ｎ＋１／４）λ＋（ｎは整数）、それら磁
気ヘッド（４Ａ）及び（４Ｂ）とスケール（１）との磁
気目盛（２）及び（３）の左端を原点とした相対変位量
（絶対位置）をＸとすると、磁気ヘッド（４Ａ）及び（
４Ｂ）からは定数Ａ１を用いて夫々次の式で表わされる
位相検出信号Ｋａ及びに８が位相検出回路（５）へ供給
される。

Ｋｔ、　　＝Ａ＋　　５ｉｎ（２ｙｒ　ｘ／λ、）　ｃ
ｏｓ　２　ｘ　ｆ　ｔ　・・”（３）Ｋ、＝Ａ、ｃｏｓ
（２πｘ／λ、）　　５ｉｎ２　πｆ　ｔ　・・”（４
）そし、て、位相検出回路（５）においてはそれら位相
検出信号ＫＡとに、とを加算して変位信号ｄを形成し、 ｄ＝ＫＡ＋）（＠ ＝Ａ＋　　５ｉｎ（２πｆ　ｔ　＋２　ｘ　ｘ／λ１）
−Ａｌｓｉｎ（２πｆ　を十〇、）　　　　−・・・（
５）θ、＝２πＸ／λ１　　　　　　　　　・・・・（
６）この変位信号ｄの位相量θ、（０〜２π）を測定す
る。この位相量θ、と変位量ｘとの関係は第９図へに示
す如（なり、例えば位相量θ、がπの場合にはその変位
量ＸがＸ。＋Ｘｌ＋ＸＺｔＸ：ｌ・・・・のいずれなの
かの判別はできないが、磁気目盛（２）の１ピッチλ、
の範囲内では位相量θ、がＯ〜２πの成る値をとるため
、その変位５ｉｘを絶対位置として検出することができ
る。

同様に位相検出回路（７）においては第９図Ｂに示す如
く、変位ｉ１ｘについて周期λ２で０〜２πの値を採る
位相量θ、が測定される。従って、θｚ’＝２πＸ／λ
２　　　　・・・・（７）が成立している。

それら位相量θ１及びθ２は絶対位置検出回路（８）に
供給され、この絶対位置検出回路（８）においては先ず
位相差Δθ（−θ２−θｌ）が計算される。

この位相差Δθは式（６）及び（７）より次のように表
わされる。

Δθ＝θ２−θ。

＝２πｘ（１／λ２−１／λ１） ＝２πＸ（λ、−λ２）／（λ１　λ２）　・・・・（
８）更に、その式（８）より ｘ＝（Δθ／２π）λ１　λ２／（λ、−λ２）・・・
・（９）となり、λ１及びλ２は既知であるため、その
絶対位置検出回路（８）は式（９）よりその変位量Ｘを
計算して表示器（９）へ供給する。この場合、０≦Δθ
く２π　　　　・・・・（１０）の範囲内であればその
変位量ｘの値は一義的に求められるため、その変位量ｘ
が絶対位置として正確に測定できる最大測定長しは Ｌ＝λ、λ！／（λ１−λ２）　・・・・（１１）で表
わされる。従って、この変位量Ｘと位相差Δθとの関係
は第９図Ｃに示す如くなる。更に、式（９）において位
相差へ〇は一般に２πの１０００分の１程度の分解能で
測定できるため、その変位量Ｘの測定分解能ΔＸは ΔＸ娩Ｌし１０４　　　　・・・・（１２）程度となる
。λ１及びλ２として具体的な数値を代入した場合の最
大測定長し及び測定分解能ΔＸの値を表１に示す。

表１ 従来のアブソリュート方式の位置検出装置また、従来の
他のアブソリュート方式の位置検出装置として第１０図
に示すようなグレイコードを用いた装置も知られている
。この第１０図において、（１０）はにビットのグレイ
コード（１１）が形成された透光性のスケール、（１２
）は発光素子、（１３）はコリメータレンズ、（１４）
はグレイコード（１１）に対応する参照窓（１５）が形
成されたインデックス板、（１６）はグレイコード（１
１）に対応するに個の受光素子を示し、発光素子（１２
）〜受光素子（１６）を有する検出器がそのスケール（
１０）に対してＸ方向に変位自在に配されている。その
グレイコード（１１）の分解能をλ３とすると、その検
出器の受光素子（１６）より出力される電気信号をデコ
ードして得られた装置にそのλ、を乗することにより、
そのスケール（１０）に対するその検出器の変位量Ｘが
分解能λ３の絶対位置として求められる。

この場合、その変位量Ｘを絶対位置として正確に測定で
きる最大測定長しは Ｌ＝λ、×２５　　　　　・・・・（１３）となり、例
えば分解能λ、を１１１ａ＋Ｓｋを１０とすると、その
最大測定長しは１０２４ｍｍとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の従来のアブソリュート方式の位置
検出装置の内で第８図例のものは、最大測定長りを実用
的な値である１０００ｍｍ程度に設定すると分解能ΔＸ
が式（１２）より１ｍｍ程度となり、分解能が極めて悪
い不都合があった。

尚、上述の特公昭５０−２３６１８号公報（第８図例）
には、変位５１ｘからスケール（１）のピンチλ、単位
の絶対位置を特定し、最終的にその変位量Ｘの分解能を
そのビシチλ１の例えば１０−３程度まで大幅に改善で
きることが開示されているが、そのピッチオ１単位での
絶対位置を正確に測定しようとすると最大測定長しが制
限される不都合がある。

更に、第１０図例の位置検出装置では分解能λ３は１．
０７ｚｍ程度が限界である。この場合そのスケールとし
て実用的な限界である１２ビット程度のグレイコードを
形成したスケールを使用した場合には、最大測定長りは
Δｘ−０，０１ｍｍ且つ２”＝４０９６より４０ｍｍ程
度となり実用的でない不都合がある。

本発明は斯かる点に鑑み、最大測定長が例えば１．００
０ｍｎ＋のオーダーの実用的な範囲に設定できると共に
、分解能がインクリメンタル方式の変位検出装置並みの
例えば１μｍのオーダーであるようなアブソリュート方
式の位置検出装置を提案することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

請求項１記載の位置検出装置は、例えは第１図及び第２
図に示す如く、周期的なパターン（２０）が形成された
第１のスケール（１８）と、この第１のスケール（１８
）と平行に配されその周期的なパターン（２０）の絶対
位置をコード化して成る非周１ｔＪ］的なパターン（例
えばグレイコードやパイナリーコ−１・など）　＜２１
）が形成された第２のスケール（１つ）と、その第１の
スケール（１８）に対して相対変位自在でその周期的な
パターン（２０）に対応する位相検出信号を生成する第
１の検出器（２３Ａ＞　と、ごの第１の検出器（２３Ａ
）　と連動してその第２のスケール（１９）に対して相
対変位自在でその非周期的なパターン（２Ｉ）に対応す
る絶対位置信号を生成する第２の検出器（２３Ｂ）と、
その位相検出信号よりその周期的なバタニン（２０）の
１ピッチ内の絶対位置（例えば位相量θ）を検出する第
１の検出回路（２５）と、その１ピッチ毎の絶対位置信
号よりその周期的なパターン（２０）の絶対位置を検出
する第２の検出回路（３２）とを有し、それら第１及び
第２のスケール（］、８）　、　（１９）　とそれら第
１及び第２の検出器（２３＾）。

（２３Ｂ）との相対変位量をその非周期的なパターン（
２１）の全長に亘ってその周期的なパターン（２０）の
１ピッチλ内の絶対位置と同等の分解能の絶対位置とし
て検出する様にしたものである。

また、請求項２記載の位置検出装置はその請求項Ｉ記載
の位置検出装置において、その第２のスケール（１９）
の非周期的なパターン（２１）の分解能ｒ。

をその第１のスケール（１８）の周期的なパターン（２
０）のピッチλの１／ｍ（ｍは自然数）としたものであ
る。

また、請求項３記載の位置検出装置は、請求項１又は２
記載の位置検出装置において、その第１のスケール（１
８）に重畳してその第２のスケール（１９）を形成した
ものである。

〔作用〕

請求項１記載の発明によれば、先ずその第２の検出回路
（３２）によってその周期的なパターン（２０）の１ピ
ッチλ単位での絶対位置が求められる。次で、その第１
の検出回路（２５）によってその周期的なパターン（２
０）の１ピッチλの範囲内での絶対位置が求められる。

従って、その第２のスケール（１９）の非周期的なパタ
ーン（２１）の長さをその周期的なパターン（２０）の
１ピッチλ程度のオーダーの分解能で実用的な長さに設
定すると共に、その周期的なパターン（２０）の１ピッ
チλをインクリメンタル方式の変位検出装置並のオーダ
ーに設定することにより、最大測定長が実用的な範囲に
設定できる七共に分解能をインクリメンタル方式並みに
改善できる。

また、請求項２記載の発明によれば、その非周期的なパ
ターン（２１）より求められた絶対位置をｍで除した整
数部がそのままその周期的なパターン（２０）の１ピッ
チλ単位の絶対位置となるので、演算が容易である。

また、請求項３記載の発明によれば、スケール部分が小
型化できる。

〔実施例］ 以下、本発明による位置検出装置の一実施例に゛つき第
１図〜第４図を参照して説明しよう。

第１図は本例の位置検出装置を示し、この第１図におい
て、（１７）はスケールの基台であり、この基台（１７
）を図示省略した相対変位する二部材の一方の部材に取
付け、この基台（１７）の−面に（ｎ性材より成る第１
のスケール（１８）を取付け、この第１のスケール（Ｉ
８）を覆う如く非磁性材（例えば非磁性のステンレスシ
ート）より成る第２のスケール（１９）を取付ける。そ
して、その第２のスケール（１９）の一部（１９ａ）を
切欠いて示す如く、その第１のスケール（１８）のその
第２のスケール（１９）との対接面にはピッチλの周期
的な磁気目盛（２０）を形成しておくと共に、その第２
のスケール（１９）の外面には分解能λ、でにピントの
グレイコード（２１）を形成しておく。このグレイコー
ド（２１）は例えば反射性の第２のスケール（１９）の
外面においてハイレベル°′１°゛に相等する部分を除
いて反射防止膜を蒸着する、そのハイレベル“１゛に相
等する部分を除いてエツチングにより表面を粗面にする
又は非反射性の第２のスケール（１９）の外面において
ノ＼イレベル“１“′に相等する部分のみに反射性の金
属膜（クローム膜など）を蒸着する等の方法により形成
することができる。

また、（２２）は検出ヘッドを示し、この検出へ・ンド
（２２）をその基台（１７）を取付けた一方の部材に対
してＸ方向に相対変位自在に配されている図示省略した
他方の部材に取付けると共に、この検出ヘッド（２２）
と図示省略した信号処理装置とを信号ケーブル（２２ａ
）で接続する。

第２図はその検出−・ンド（２２）の内部構造及び信号
処理装置を示し、この第２図において、（２３Ａ）は磁
気目盛（２０）を読取るための第１の検出器、（２３Ｂ
）はグレイコード（２１）を読取るための第２の検出器
であり、その第１の検出器（２３Ａ）は（ｎ＋−１７４
）λ（ｎは整数）だけ離して配された一対の磁束応答性
の磁気ヘッド（２４Ａ）及び（２４Ｂ）より形成する。

また、、　（２５）は位相検出回路を示し、ごの位相検
出回路（２５）は第８図例の位相検出回路（５）及び（
７）と同様にそれら磁気ヘッド（２４Ａ）及び（２４Ｂ
）に励磁信号を供給すると共に、それら磁気ヘッド（２
＝ＩＡ）及び（２４Ｂ）より出力される位相検出信号を
処理して検出ヘッド（２２）の変位量Ｘを位相量θとし
７て検出する。式（６）と同様にして、その位相量θは θ−２πＸ／λ　　　　　　・・・・（６Ａ）”で表わ
されるので、その位相量θと変位量Ｘとの関係は第３図
Ｂに示す如くなる。

その第２の検出器（２３Ｂ）は発光素子（２６）、コリ
メータレンズ（２７）、平行光線りを第２のスケール（
１９）の方向へ向けるハーフミラ−（２８）、その第２
のスケール（１９）より反射されて来た平行光線■、を
収束するシリンドリカルレンズ（２９）、グレイコード
（２１）に対応するに個の参照窓を有するインデックス
Ｉｆｆ（３０）及びに個の受光素子より成る受光素子ア
［／イ（３１）より形成し、この受光素子アレイ（３１
）のにビットの出力信号を絶対位置コード検出回路（３
２）に供給し、この絶対位置コード検出回路（３２）は
そのにビットの出力信号をデコードして絶対位置データ
を得る。位相検出回路（２５）にて得られた位相量θ及
び絶対位置コード検出回路（３２）にて得られた絶対位
置データＮを夫々演算回路（３３）に供給し、この演算
回路（３３）は後述の手順に従って求めた変位Ｍ（即ち
、絶対位置）Ｘを表示器（３４）に供給する。更に、こ
の変位量ｘは位置決め装置の制御信号等として使用して
もよい。

その演算回路（３３）の動作を説明するに、本例では実
際には磁気目盛（２０）とグレイコード（２１）とは重
なっているが、説明の便宜上両者は、第３図Ａに示す如
く同一平面上で平行に配され、その磁気目盛（２０）と
グレイコード（２１）とに夫々対応する第１の検出器（
２３Ａ）及び第２の検出器（２３Ｂ）は共にＸ方向の位
置Ｐ（第３［ＭＢ）に存在するものとする。この場合、
その位置Ｐを含む磁気目盛（２０）の１ピッチλ内での
絶対位置をΔＸとして、その位置Ｐを含む磁気目盛（２
０）の１ピッチは原点（ｘ−０）からｑ番目（ｑ＝０．
　１．　２．・・・・）の周期であるとすると、その位
置Ｐの変位量Ｘはｘ＝ｑλ＋ΔＸ　　　　・・・・（１
４）で表わされる。この場合、位相量θが分かっている
ので、そのΔＸは式（６Ａ）より ΔＸ−λθ／（２π）　・・・・（１５）で表わされる
ため、その整数ｑを求めることにより変位量Ｘが計算で
きる。

本例ではその整数ｑの計算を容易にするため、そのグレ
イコード（２１）の分解能ｒ１はその磁気目盛（２０）
のピッチλに対して自然数ｍを用いてｒ、−λ／ｍ　　
　　　・・・・（１６）の関係に設定する。第３図の状
態は「、−λ、即ちｍ＝１の場合に相当する。この場合
、第３図の状態を一般化することにより、位置Ｐにおけ
るグレイコード（第３図Ｃ）をデコードして得られた絶
対位置データＮとその磁気目盛（２０）の周回を示す整
数ｑとの間には、 ｑ　＝　Ｉ　ＮＴ　（Ｎ７ｍ）　　・＝・（１７）の関
係があることが明らかである。尚、式（１７）において
ＩＮＴ（Ｎ７ｍ）はＮ　／　ｍの整数部分を示す。因み
に第３図例においては位置Ｐにおけるｑの値は１３であ
る。

また、λ、＝λ／２即ちｍ＝２の場合の状態を第４図に
示し、この第４図の例えば位置Ｑ１及びＱ２においては
グレイコード（第４図Ｃ）より得られる絶対位置データ
Ｎは夫々１２及び１３となって異なっている。しかし、
式（１７）より求められる整数ｑの値は位置Ｑ１及びＱ
２において共通に６となっている。従って、位置Ｑ、及
びＱ２においては夫々式（１４）に従って変位量ｘを求
めることができる。

尚、第４図例の如くｍの値を２以上に設定した場合には
、グレイコード（２１）と磁気目盛（２０）との位置関
係が多少ずれても高精度な絶対位置の検出ができる利益
がある。例えば、ｍ＝２の場合、位置Ｑ、においてグレ
イコードのデータＮが誤って１１になっている場合、そ
のままではその位置Ｑは位置Ｑ′と判定されて１ピッチ
λの誤差が生じる。

しかしながら、第４図例では位置Ｑ、においては整数９
は予め奇数のデータＮにはなり得ないことが分かってい
るので、そのように奇数のデータＮが得られた場合には
１を加算して偶数に変換することにより正確な整数ｑを
求めることができる。

上述の説明より明らかな如（、第２図の演算回路（３３
）においては先ず位相検出回路（２５）より供給される
位相量θを用いて、式（１５）に従って磁気目盛（２０
）の１ピッチλ内の絶対位置ΔＸが演算される。一方、
絶対位置コード検出回路（３２）より供給される絶対位
置データＮを用いて、式（１７）に従って磁気目盛（２
０）の１ピッチλ単位の位置を示す整数ｑが演算される
。そして、その演算された絶対位置ΔＸ及び整数ｑを式
（１４）に代入することにより全体としての絶対位置で
ある変位量Ｘが算出される。

第１図例において、例えば磁気目盛（２０）のピッチλ
を１ｍｍ、グレイコード（２１）の分解能ｒ１を１ｍ（
即ち、ｒ、＝λ）、グレイコード（２１）のトラック数
を１２（即ち１２ビツト）と仮定すると、その磁気目盛
（２０）の１ピッチλ内での絶対位置ΔＸは１　／１０
００即ち１μｍ程度の分解能で求めることができる（式
り１２）参照）。更に、絶対位置を測定できる最大測定
長Ｉ５は Ｌ　＝　Ｉ　Ｘ　２　ｌ！−４０９６ｍｍ　　　　＝　
＝　（１Ｂ）となる。即ち、本例によれば、最大測定長
りを実用的な値である４ｍ程度に設定した上で、測定の
分解能がインクリメンタル方式の変位検出装置並みの１
μｍ程度であるアブソリュート方式の位置検出装置が実
現できる利益がある。

更に、第１図例は第１のスケール（１８）と第２のスケ
ール（１９）とが重ね合せられた構造であるためスケー
ルが小型化できる利益がある。この場合、第１のスケー
ル（１８）は電磁誘導方式や静電容量方式等のパターン
を用いて形成したものでもよい。

次に、第５図及び第６図を参照して本発明の他の実施例
につき説明する。第１図に対応する部分に同一符号を付
して示す第５図は本例の位置検出装置の外観を示し、こ
の第５図において、基台（１７）の−面に磁性材より成
る帯状のスケール（３５）を取付け、このスケール（３
５）の基台（１７）に接する−面にピッチλの磁気目盛
（３６）を形成し、このスケール（３５）の基台（１７
）とは反対側の面に分解能ｒ。

でにビットのグレイコード（３７）を形成する。従って
、第５図例のスケール（３５）は第１図例の第１のスケ
ール（１８）及び第２のスケール（１９）を兼用する。

また、第５図の検出ヘッド（２２）はその磁気目盛（３
６）を読取るための第１の検出器（３８）及びそのグレ
イコード（３７）を読取るための第２図の第２の検出器
（２３Ｂ）と同じ構造の第２の検出器を具備する。

その第１の検出）Ｗ（３８）は第６図に示す如（、゛非
磁性材のベース（３９）の−面に磁気抵抗素子（ＭＲ素
子）より成る１対の磁気ヘッド（４０Ａ）及び１対の磁
気ヘッド（４０Ｂ）を（ｎ＋１／４）λ／２（ｎは整数
）だけＸ方向く変位方向）に離して被着することにより
形成する。磁気抵抗素子より成る磁気ヘッド（４０Ａ）
　、　（４０Ｂ）を使用した場合には、最終的に得られ
る位相量θ（第３図Ｂに対応する＋ｉ）は磁気口１（３
６）の１ピッチλの１／２の周期で０〜２πまで変化す
るので、実質的にピッチλ。（−λ／２）の磁気目盛を
使用するのと同等になる。従って、第５図のグレイコー
ド（３７）の分解能ｒ３はそのピッチλ。を基準として
ｒ、−λ。７ｍに設定することにより第１図例と同様の
作用効果を奏することができる。

また、第５図例はスケール（３５）が２種類のスケール
を兼用しているので構成が簡略である利益がある。

尚、上述実施例においてはｒ、＝λ／ｍ又はｒ７−λ。

７ｍであると仮定されていたが、本発明はこれに限定さ
れず、グレイコード（２１）　、　（３７）の分解能ｒ
、は磁気目盛（２０）　、　（３６）のピッチλ（又は
λ。）に対して必ずしも１／ｍ（ｍは自然数）の関係で
ある必要はない。

次に、本発明の更に他の実施例につき第７図を参照して
説明する。本例は本発明をロータリエンコーダに適用し
たものである。

第７図は本例のロークリエンコーダを示し、この第７図
において、（４１）は回転シャフト、（４２）は回転シ
ャツ）　（４１）に取付けられた透光性の円盤であり、
この円盤（４２）の最外周にピッチ角αの透光部及び遮
光部より成る格子（４３）を形成し、その格子（４３）
と間怠円状にその円盤（４２）の内周側に分解能が角度
β１でにビットのバイナリ−コード（４４）を形成する
。また、（４５Ａ）及び（４５Ｂ）は夫々その格子（４
３）に対応する互いに位相が９０°異なるインデックス
板、（４６Ａ）及び（４６Ｂ）は夫々インデックス仮（
４５Ａ）及び（４５Ｂ）に対応する受光素子、（４７Ａ
）及び（４７Ｂ）　（図示省略）は夫々受光素子（４６
Ａ）及び（４６Ｂ）に対応する発光素子であり、（４８
）はバイナリ−コード（４４）に対応するに個の窓を有
す４インデツクス板、（４９）はに個の受光素子より成
る受光素子アレイ、（５０Ａ）　、　（５０Ｂ）　・・
・・は夫々受光素子アレイ（４９）に対応する発光素子
である。

第７図例によれば、そのバイナリ−コード（４４）の分
解能β１を格子（４３）のピッチ角αに対してβ。

＝α／ｍ（ｍは自然数）に設定することにより、円１（
４２）の一回転３６０’の全体について所定の分解能で
絶対角度を測定することができる。

尚、本発明は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

請求項１記載の発明によれば、アブソリュート型の位置
検出装置において、最大測定長を実用的な範囲に設定で
きると共に、分解能をインクリメンタル方式の変位検出
装置波みに改善できる利益がある。

請求項２記載の発明によれば、演算処理が容易となる利
益がある。

また、請求項３記載の発明によれば、スケール部分が小
型化できる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部を切欠いた斜視図
、第２図は第１図例の検出ヘッド等を示す線図、第３図
及び第４図は夫々第１図例の説明に供する線図、第５図
は本発明の他の実施例を示す斜視図、第６図は第５図の
ＩＶ−ＩＶ線に沿う要部の断面図、第７図は本発明の更
に他の実施例を示す斜視図、第８図〜第１０図は夫々従
来の位置検出装置の説明に供する線図である。 （１８）は第１のスケール、（１９）は第２のスケール
、（２０）は磁気目盛、（２１）はグレイコード、　（
２３八）は第１の検出器、　（２３Ｂ）は第２の検出器
、（２５）は位相検出回路、（３２）は絶対位置コード
検出回路、（３３）は演算回路、（３５）はスケール、
（３６）は磁気目盛、（３７）はグレイコード、（４２
）は円盤、（４３）は格子、（４４）はバイナリ−コー
ドである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 第４図 第８図伊１の動作 第９図 従来板ｆｒｆｉのイ仁〜りｊ 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周期的なパターンが形成された第１のスケールと、
   該第１のスケールと平行に配され上記周期的なパターン
   の絶対位置をコード化して成る非周期的なパターンが形
   成された第２のスケールと、 上記第１のスケールに対して相対変位自在で上記周期的
   なパターンに対応する位相検出信号を生成する第１の検
   出器と、該第１の検出器と連動して上記第２のスケール
   に対して相対変位自在で上記非周期的なパターンに対応
   する絶対位置信号を生成する第２の検出器と、 上記位相検出信号より上記周期的なパターンの１ピッチ
   内の絶対位置を検出する第１の検出回路と、上記絶対位
   置信号より上記周期的なパターンの１ピッチ毎の絶対位
   置を検出する第２の検出回路とを有し、 上記第１及び第２のスケールと上記第１及び第２の検出
   器との相対変位量を上記非周期的なパターンの全長に亘
   って上記周期的なパターンの１ピッチ内の絶対位置と同
   等の分解能の絶対位置として検出する様にしたことを特
   徴とする位置検出装置。 ２、上記第２のスケールの非周期的なパターンの分解能
   を上記第１のスケールの周期的なパターンのピッチの１
   ／ｍ（ｍは自然数）としたことを特徴とする請求項１記
   載の位置検出装置。 ３、上記第１のスケールに重畳して上記第２のスケール
   を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の位置
   検出装置。