JPH10122908A - 光学式位置検出器 - Google Patents
光学式位置検出器Info
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- JPH10122908A JPH10122908A JP29577096A JP29577096A JPH10122908A JP H10122908 A JPH10122908 A JP H10122908A JP 29577096 A JP29577096 A JP 29577096A JP 29577096 A JP29577096 A JP 29577096A JP H10122908 A JPH10122908 A JP H10122908A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スケール間のギャップが広くても、急峻なパ
ルス状の原点信号が得られる光学式位置検出器を提供す
る。 【解決手段】 光源１と、相対移動する検出対象部材の
相対的変位に対して光源１からの光を受けて周期的な変
位信号を発生する変位信号生成手段と、光源１からの光
を受けて前記検出対象部材の原点信号を発生する原点信
号生成手段とを備えた光学式位置検出器において、原点
信号生成手段は、前記検出対象部材の原点位置の近傍で
前記変位信号の周期より長く、かつ互いに周期の異なる
複数の一定周期の原点補助信号を発生する原点補助信号
生成手段と、前記変位信号と前記原点補助信号とから前
記原点信号を生成する原点信号生成回路とを備えたもの
である。
ルス状の原点信号が得られる光学式位置検出器を提供す
る。 【解決手段】 光源１と、相対移動する検出対象部材の
相対的変位に対して光源１からの光を受けて周期的な変
位信号を発生する変位信号生成手段と、光源１からの光
を受けて前記検出対象部材の原点信号を発生する原点信
号生成手段とを備えた光学式位置検出器において、原点
信号生成手段は、前記検出対象部材の原点位置の近傍で
前記変位信号の周期より長く、かつ互いに周期の異なる
複数の一定周期の原点補助信号を発生する原点補助信号
生成手段と、前記変位信号と前記原点補助信号とから前
記原点信号を生成する原点信号生成回路とを備えたもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学格子を形成し
たメインスケールと、それに対応する光学格子を形成し
たインデックススケールとの相対変位によって生じる光
電変換信号の変化から、二つの部材の相対位置を検出す
る光学式位置検出器に関する。
たメインスケールと、それに対応する光学格子を形成し
たインデックススケールとの相対変位によって生じる光
電変換信号の変化から、二つの部材の相対位置を検出す
る光学式位置検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学格子を利用して二つの部材の
相対位置を検出する光学式位置検出器には、例えば図４
および図５に示すような構成を備えたものがある（例え
ば、特開昭６４−７４４１４号公報）。すなわち、１は
相対的に移動し得る二つの部材の内の一方に固定された
光源、２は光源１と共に一方の部材に固定された第２の
スケールである。第２のスケール２には、変位信号用光
源格子４Ａ、４Ｂ、原点信号用光源スリット７を備えて
いる。また、原点信号用インデックススリット８、互い
に９０度位相の異なる変位信号用インデックス格子５Ａ
〜５Ｄ、原点信号用受光素子９、変位信号用受光素子６
Ａ〜６Ｄを備えている。３は二つの部材のうちの他方の
部材に固定された第１のスケールで、第２のスケール２
に空隙を介して平行に設置され、一定のピッチの周期的
格子からなる変位信号用メイン格子１０と原点信号用パ
ターン１１を備えている。このような構成により、変位
信号用光源格子４Ａ、４Ｂ、変位信号用インデックス格
子５Ａ〜５Ｄ、変位信号用受光素子６Ａ〜６Ｄ、および
変位信号用メイン格子１０によって変位信号生成手段を
形成し、原点信号用光源スリット７、原点信号用インデ
ックススリット８、原点信号用受光素子９、および原点
信号用パターン１１によって原点信号生成手段を形成し
てある。１２０は変位信号用受光素子６Ａ〜６Ｄからの
出力信号を受けて位置信号Ａ，Ｂを出力する変位信号生
成回路である。１３０は原点信号用受光素子９からの出
力信号を受けて原点信号Ｚを出力する原点信号生成回路
である。
相対位置を検出する光学式位置検出器には、例えば図４
および図５に示すような構成を備えたものがある（例え
ば、特開昭６４−７４４１４号公報）。すなわち、１は
相対的に移動し得る二つの部材の内の一方に固定された
光源、２は光源１と共に一方の部材に固定された第２の
スケールである。第２のスケール２には、変位信号用光
源格子４Ａ、４Ｂ、原点信号用光源スリット７を備えて
いる。また、原点信号用インデックススリット８、互い
に９０度位相の異なる変位信号用インデックス格子５Ａ
〜５Ｄ、原点信号用受光素子９、変位信号用受光素子６
Ａ〜６Ｄを備えている。３は二つの部材のうちの他方の
部材に固定された第１のスケールで、第２のスケール２
に空隙を介して平行に設置され、一定のピッチの周期的
格子からなる変位信号用メイン格子１０と原点信号用パ
ターン１１を備えている。このような構成により、変位
信号用光源格子４Ａ、４Ｂ、変位信号用インデックス格
子５Ａ〜５Ｄ、変位信号用受光素子６Ａ〜６Ｄ、および
変位信号用メイン格子１０によって変位信号生成手段を
形成し、原点信号用光源スリット７、原点信号用インデ
ックススリット８、原点信号用受光素子９、および原点
信号用パターン１１によって原点信号生成手段を形成し
てある。１２０は変位信号用受光素子６Ａ〜６Ｄからの
出力信号を受けて位置信号Ａ，Ｂを出力する変位信号生
成回路である。１３０は原点信号用受光素子９からの出
力信号を受けて原点信号Ｚを出力する原点信号生成回路
である。
【０００３】光源１からの照射光は、変位信号用光源格
子４Ａ，４Ｂおよび原点信号用光源スリット７を通し
て、それぞれ変位信号用メイン格子１０および原点信号
用パターン１１を照射する。第１スケール３上の変位信
号用メイン格子１０で反射された光は、変位信号用イン
デックス格子５Ａ〜５Ｄを通して、それぞれ変位信号用
受光素子６Ａ〜６Ｄを照射し、図５に示した変位信号生
成回路部１２０の増幅器１２Ａ〜１２Ｄで光量に応じた
電圧信号に変換される。この電圧信号は、図６（ａ），
（ｂ）に示すように、検出対象部材の移動に対して、そ
れぞれ９０度づつ位相の異なる正弦波状の周期的な信号
ｖａ，ｖｂ，ｖａ’，ｖｂ’となる。さらに、比較器１
２Ｅで信号ｖａと信号ｖａ’が、比較器１２Ｆで信号ｖ
ｂと信号ｖｂ’が比較され、図６（ｃ），（ｄ）に示す
ように、それぞれデジタル化された変位信号Ａ，Ｂに変
換される。第１スケール３上の原点信号用パターン１１
で反射された光は、第２スケール２上の原点信号用イン
デックススリット８を通して、原点信号用受光素子９を
照射し、原点信号生成回路部１３０の増幅器１３１で光
量に応じた電圧信号に変換される。検出対象部材が所定
の位置を通過すると、所定の位置で、図６（ｅ）に示す
ようにパルス状の信号ｖｚが得られる。さらに、比較器
１３２によって基準信号ｖｃと比較され、図６（ｆ）に
示すように、デジタル化された原点信号Ｚに変換され
る。
子４Ａ，４Ｂおよび原点信号用光源スリット７を通し
て、それぞれ変位信号用メイン格子１０および原点信号
用パターン１１を照射する。第１スケール３上の変位信
号用メイン格子１０で反射された光は、変位信号用イン
デックス格子５Ａ〜５Ｄを通して、それぞれ変位信号用
受光素子６Ａ〜６Ｄを照射し、図５に示した変位信号生
成回路部１２０の増幅器１２Ａ〜１２Ｄで光量に応じた
電圧信号に変換される。この電圧信号は、図６（ａ），
（ｂ）に示すように、検出対象部材の移動に対して、そ
れぞれ９０度づつ位相の異なる正弦波状の周期的な信号
ｖａ，ｖｂ，ｖａ’，ｖｂ’となる。さらに、比較器１
２Ｅで信号ｖａと信号ｖａ’が、比較器１２Ｆで信号ｖ
ｂと信号ｖｂ’が比較され、図６（ｃ），（ｄ）に示す
ように、それぞれデジタル化された変位信号Ａ，Ｂに変
換される。第１スケール３上の原点信号用パターン１１
で反射された光は、第２スケール２上の原点信号用イン
デックススリット８を通して、原点信号用受光素子９を
照射し、原点信号生成回路部１３０の増幅器１３１で光
量に応じた電圧信号に変換される。検出対象部材が所定
の位置を通過すると、所定の位置で、図６（ｅ）に示す
ようにパルス状の信号ｖｚが得られる。さらに、比較器
１３２によって基準信号ｖｃと比較され、図６（ｆ）に
示すように、デジタル化された原点信号Ｚに変換され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
技術では、一定ピッチの周期的格子によって生成される
変位信号に対しては、第１のスケールと第２のスケール
の間のギャップが広くても信号振幅が大きく、ＳＮ比の
高い信号が得られる。しかし、原点信号は所定の位置で
急峻なパルス信号が必要であり、従来の原点信号生成手
段では、急峻なパルス信号を得るために、原点信号用パ
ターン１１の幅を小さくし原点信号用インデックススリ
ット８のスリット幅を小さくするが、回折効果や受光素
子への光量が小さくなるため検出信号のレベルが低くな
る。また、格子幅を大きくすると、パルス状の検出信号
の幅が広くなり、急峻なパルス信号が得られず、精度の
良い原点信号を得ることができないという問題があっ
た。本発明は、スケール間のギャップが広くても、急峻
なパルス状の原点信号が得られる光学式位置検出器を提
供することを目的とするものである。
技術では、一定ピッチの周期的格子によって生成される
変位信号に対しては、第１のスケールと第２のスケール
の間のギャップが広くても信号振幅が大きく、ＳＮ比の
高い信号が得られる。しかし、原点信号は所定の位置で
急峻なパルス信号が必要であり、従来の原点信号生成手
段では、急峻なパルス信号を得るために、原点信号用パ
ターン１１の幅を小さくし原点信号用インデックススリ
ット８のスリット幅を小さくするが、回折効果や受光素
子への光量が小さくなるため検出信号のレベルが低くな
る。また、格子幅を大きくすると、パルス状の検出信号
の幅が広くなり、急峻なパルス信号が得られず、精度の
良い原点信号を得ることができないという問題があっ
た。本発明は、スケール間のギャップが広くても、急峻
なパルス状の原点信号が得られる光学式位置検出器を提
供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、光源と、相対移動する検出対象部材の相
対的変位に対して前記光源からの光を受けて周期的な変
位信号を生成する変位信号生成手段と、前記光源からの
光を受けて前記検出対象部材の原点信号を生成する原点
信号生成手段とを備えた光学式位置検出器において、前
記原点信号生成手段は、前記検出対象部材の原点位置の
近傍で前記変位信号の周期より長く、かつ互いに周期の
異なる複数の一定周期の原点補助信号を生成する原点補
助信号生成手段と、前記変位信号と前記原点補助信号と
から前記原点信号を生成する原点信号生成回路とを備え
たものである。また、前記変位信号生成手段は、相対移
動する一方の部材に固定された第１のスケールと、前記
第１のスケールに空隙を介して対向して相対移動する他
方の部材に固定された第２のスケールと、前記第１のス
ケール上に形成され、かつ一定のピッチの周期的格子を
持つ変位信号用メイン格子と、前記第２のスケール上に
形成され、前記光源からの照射光を制限して線光源を形
成する変位信号用光源格子と、前記変位信号用メイン格
子に反射された光を更に制限する変位信号用インデック
ス格子と、前記変位信号用インデックス格子によって制
限された照射光を受光して電気信号に変換する変位信号
用受光素子と、前記変位信号用受光素子からの出力から
前記変位信号を生成する変位信号生成回路とで構成さ
れ、前記原点補助信号生成手段は、前記変位信号用メイ
ン格子より長い格子ピッチ備え、かつ前記第１のスケー
ル上の少なくとも２か所に形成された互いに異なるピッ
チの原点信号用メイン格子と、前記第２のスケール上に
形成され、前記光源からの照射光を制限して線光源を形
成する少なくとも２か所に形成された互いに異なるピッ
チの原点信号用光源格子と、前記原点信号用メイン格子
に反射された光を更に制限する少なくとも２か所に形成
された互いに異なるピッチの原点信号用インデックス格
子と、前記原点信号用インデックス格子によって制限さ
れた照射光を受光して電気信号に変換する原点信号用受
光素子とで構成され、前記原点信号生成回路は、前記原
点補助信号生成手段によって生成された少なくとも周期
の異なる２種類の原点補助信号を合成して原点補助合成
信号を生成する原点補助信号生成回路と、前記原点補助
合成信号と前記変位信号とを合成して原点アナログ信号
を生成する原点信号合成回路と、前記原点アナログ信号
からパルス状の原点信号を生成する比較器とを備えたも
のである。また、前記原点補助信号は、前記変位信号の
２〜４倍および４〜７倍の２種類の周期の信号からなる
ものである。
め、本発明は、光源と、相対移動する検出対象部材の相
対的変位に対して前記光源からの光を受けて周期的な変
位信号を生成する変位信号生成手段と、前記光源からの
光を受けて前記検出対象部材の原点信号を生成する原点
信号生成手段とを備えた光学式位置検出器において、前
記原点信号生成手段は、前記検出対象部材の原点位置の
近傍で前記変位信号の周期より長く、かつ互いに周期の
異なる複数の一定周期の原点補助信号を生成する原点補
助信号生成手段と、前記変位信号と前記原点補助信号と
から前記原点信号を生成する原点信号生成回路とを備え
たものである。また、前記変位信号生成手段は、相対移
動する一方の部材に固定された第１のスケールと、前記
第１のスケールに空隙を介して対向して相対移動する他
方の部材に固定された第２のスケールと、前記第１のス
ケール上に形成され、かつ一定のピッチの周期的格子を
持つ変位信号用メイン格子と、前記第２のスケール上に
形成され、前記光源からの照射光を制限して線光源を形
成する変位信号用光源格子と、前記変位信号用メイン格
子に反射された光を更に制限する変位信号用インデック
ス格子と、前記変位信号用インデックス格子によって制
限された照射光を受光して電気信号に変換する変位信号
用受光素子と、前記変位信号用受光素子からの出力から
前記変位信号を生成する変位信号生成回路とで構成さ
れ、前記原点補助信号生成手段は、前記変位信号用メイ
ン格子より長い格子ピッチ備え、かつ前記第１のスケー
ル上の少なくとも２か所に形成された互いに異なるピッ
チの原点信号用メイン格子と、前記第２のスケール上に
形成され、前記光源からの照射光を制限して線光源を形
成する少なくとも２か所に形成された互いに異なるピッ
チの原点信号用光源格子と、前記原点信号用メイン格子
に反射された光を更に制限する少なくとも２か所に形成
された互いに異なるピッチの原点信号用インデックス格
子と、前記原点信号用インデックス格子によって制限さ
れた照射光を受光して電気信号に変換する原点信号用受
光素子とで構成され、前記原点信号生成回路は、前記原
点補助信号生成手段によって生成された少なくとも周期
の異なる２種類の原点補助信号を合成して原点補助合成
信号を生成する原点補助信号生成回路と、前記原点補助
合成信号と前記変位信号とを合成して原点アナログ信号
を生成する原点信号合成回路と、前記原点アナログ信号
からパルス状の原点信号を生成する比較器とを備えたも
のである。また、前記原点補助信号は、前記変位信号の
２〜４倍および４〜７倍の２種類の周期の信号からなる
ものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
ついて説明する。図１は本発明の実施例を示す斜視図で
ある。図において、光源１、第２のスケール２、第１の
スケール３、変位信号用光源格子４Ａ，４Ｂ、変位信号
用インデックス格子５Ａ〜５Ｄ、変位信号用メイン格子
１０、変位信号用受光素子６Ａ〜６Ｄ、および変位信号
生成回路部１２で構成される変位信号生成手段は従来例
で示した構成とほぼ同様である。従来例と異なるのは、
原点信号生成手段および原点信号生成回路の構成であ
る。すなわち、７Ａは第２スケール２に設けた第１の原
点信号用光源格子、７Ｂは第２の原点信号用光源格子、
８Ａは第１の原点信号用インデックス格子、８Ｂは第２
の原点信号用インデックス格子、９Ａは第１の原点信号
用受光素子、９Ｂは第２の原点信号用受光素子である。
１１Ａは第１のスケール３に設けた第１の原点信号用メ
イン格子、１１Ｂは、第１のスケール３に設けた第２の
原点信号用メイン格子である。
ついて説明する。図１は本発明の実施例を示す斜視図で
ある。図において、光源１、第２のスケール２、第１の
スケール３、変位信号用光源格子４Ａ，４Ｂ、変位信号
用インデックス格子５Ａ〜５Ｄ、変位信号用メイン格子
１０、変位信号用受光素子６Ａ〜６Ｄ、および変位信号
生成回路部１２で構成される変位信号生成手段は従来例
で示した構成とほぼ同様である。従来例と異なるのは、
原点信号生成手段および原点信号生成回路の構成であ
る。すなわち、７Ａは第２スケール２に設けた第１の原
点信号用光源格子、７Ｂは第２の原点信号用光源格子、
８Ａは第１の原点信号用インデックス格子、８Ｂは第２
の原点信号用インデックス格子、９Ａは第１の原点信号
用受光素子、９Ｂは第２の原点信号用受光素子である。
１１Ａは第１のスケール３に設けた第１の原点信号用メ
イン格子、１１Ｂは、第１のスケール３に設けた第２の
原点信号用メイン格子である。
【０００７】図２は原点信号生成回路部１３を示すブロ
ック図である。原点信号生成回路部１３は、原点補助信
号生成回路１３Ｘと、原点信号合成回路１３Ｙと、比較
器１３Ｆから構成されている。原点補助信号生成回路１
３Ｘは、第１の原点信号用受光素子９Ａおよび第２の原
点信号用受光素子９Ｂからの出力を増幅器１３Ａ，１３
Ｂを介して原点補助信号ｖｚ１，ｖｚ２を出力する。原
点補助信号ｖｚ１，ｖｚ２は演算器１３Ｃにより差動信
号である原点補助合成信号Ｖｚを出力する。一方、原点
信号合成回路１３Ｙは、変位信号生成回路部６の増幅器
１２Ａ，１２Ｂから出力される信号ｖａ，ｖａ’を入力
とする演算増幅器１３Ｄから図３（ａ）に示すような変
位信号Ｖａを出力し、さらに、比較器１３Ｅで原点補助
合成信号Ｖｚと加算されて、原点アナログ信号Ｖｚａを
出力する。原点アナログ信号Ｖｚａは比較器１３Ｆで直
流レベルＶｃと比較され、パルス状の原点信号Ｚを出力
する。
ック図である。原点信号生成回路部１３は、原点補助信
号生成回路１３Ｘと、原点信号合成回路１３Ｙと、比較
器１３Ｆから構成されている。原点補助信号生成回路１
３Ｘは、第１の原点信号用受光素子９Ａおよび第２の原
点信号用受光素子９Ｂからの出力を増幅器１３Ａ，１３
Ｂを介して原点補助信号ｖｚ１，ｖｚ２を出力する。原
点補助信号ｖｚ１，ｖｚ２は演算器１３Ｃにより差動信
号である原点補助合成信号Ｖｚを出力する。一方、原点
信号合成回路１３Ｙは、変位信号生成回路部６の増幅器
１２Ａ，１２Ｂから出力される信号ｖａ，ｖａ’を入力
とする演算増幅器１３Ｄから図３（ａ）に示すような変
位信号Ｖａを出力し、さらに、比較器１３Ｅで原点補助
合成信号Ｖｚと加算されて、原点アナログ信号Ｖｚａを
出力する。原点アナログ信号Ｖｚａは比較器１３Ｆで直
流レベルＶｃと比較され、パルス状の原点信号Ｚを出力
する。
【０００８】光源１から第１の原点信号用光源格子７Ａ
を通る光は、第１の原点信号用メイン格子１１Ａで反射
して第１の原点信号用インデックス格子８Ａを通り、第
１の原点信号用受光素子９Ａを照射する。このとき、第
１の原点信号用光源格子７Ａ、第１の原点信号用メイン
格子１１Ａおよび第１の原点信号用インデックス格子８
Ａの格子ピッチ、格子数および位相は、第１の原点信号
用受光素子９Ａから、変位信号生成回路部６で得られた
変位信号ｖａの３倍の周期を持つ原点補助信号ｖｚ１
（図３（ｂ））を出力するように、かつ検出対象部材の
変位に対して、原点位置で信号振幅が最大となり、原点
近傍でのみで信号が生成されるように形成されている。
一方、光源１から第２の原点信号用光源格子７Ｂを通る
光は、第２の原点信号用メイン格子１１Ｂで反射して第
２の原点信号用インデックス格子８Ｂを通り、第２の原
点信号用受光素子９Ｂを照射する。このとき、第１の原
点信号用光源格子７Ｂ、第１の原点信号用メイン格子１
１Ｂおよび第１の原点信号用インデックス格子８Ｂの格
子ピッチ、格子数および位相は、第２の原点信号用受光
素子９Ｂから変位信号ｖａの５倍の周期を持つ原点補助
信号ｖｚ２（図３（ｃ））を出力し、かつ検出対象部材
の変位に対して、原点位置で信号振幅が最大となり、原
点近傍でのみで信号が生成されるように形成されてい
る。
を通る光は、第１の原点信号用メイン格子１１Ａで反射
して第１の原点信号用インデックス格子８Ａを通り、第
１の原点信号用受光素子９Ａを照射する。このとき、第
１の原点信号用光源格子７Ａ、第１の原点信号用メイン
格子１１Ａおよび第１の原点信号用インデックス格子８
Ａの格子ピッチ、格子数および位相は、第１の原点信号
用受光素子９Ａから、変位信号生成回路部６で得られた
変位信号ｖａの３倍の周期を持つ原点補助信号ｖｚ１
（図３（ｂ））を出力するように、かつ検出対象部材の
変位に対して、原点位置で信号振幅が最大となり、原点
近傍でのみで信号が生成されるように形成されている。
一方、光源１から第２の原点信号用光源格子７Ｂを通る
光は、第２の原点信号用メイン格子１１Ｂで反射して第
２の原点信号用インデックス格子８Ｂを通り、第２の原
点信号用受光素子９Ｂを照射する。このとき、第１の原
点信号用光源格子７Ｂ、第１の原点信号用メイン格子１
１Ｂおよび第１の原点信号用インデックス格子８Ｂの格
子ピッチ、格子数および位相は、第２の原点信号用受光
素子９Ｂから変位信号ｖａの５倍の周期を持つ原点補助
信号ｖｚ２（図３（ｃ））を出力し、かつ検出対象部材
の変位に対して、原点位置で信号振幅が最大となり、原
点近傍でのみで信号が生成されるように形成されてい
る。
【０００９】このような構成により、光源１からの光を
第１の原点信号用受光素子９Ａおよび第２の原点信号用
受光素子９Ｂが受光し、互いに異なる周期を持った二つ
の原点補助信号ｖｚ１、ｖｚ２を出力して、その差動信
号として図３（ｄ）に示すような、原点補助合成信号Ｖ
ｚが得られる。更に、周期の短い変位信号Ｖａと合成し
て、図３（ｅ）に示すような、原点位置で急峻なピーク
を持つ原点アナログ信号Ｖｚａが得られる。したがっ
て、スケール間のギャップが広くても、図３（ｆ）に示
すように、幅の狭いパルス状の原点信号Ｚが得られ、高
分解能に対応できる精度の高い原点信号が得られる。な
お、上記実施例では原点補助信号ｖｚ１、ｖｚ２の周期
は変位信号ｖａの３倍および５倍に形成した例について
説明したが、原点補助信号ｖｚ１の周期は変位信号ｖａ
の２〜４倍、原点補助信号ｖｚ２の周期は変位信号ｖａ
の４〜７倍の周期の信号の範囲で、原点位置で急峻なピ
ーク信号を持ち、かつ原点位置以外では信号レベルが小
さくなるように本検出器の特性に応じて選定する。ま
た、上記実施例は、本発明を光学式リニアエンコーダに
適用した例について説明したが、第１のスケールを円板
状に、第２のスケールを扇形に形成することにより、光
学式ロータリエンコーダに適用することもできる。
第１の原点信号用受光素子９Ａおよび第２の原点信号用
受光素子９Ｂが受光し、互いに異なる周期を持った二つ
の原点補助信号ｖｚ１、ｖｚ２を出力して、その差動信
号として図３（ｄ）に示すような、原点補助合成信号Ｖ
ｚが得られる。更に、周期の短い変位信号Ｖａと合成し
て、図３（ｅ）に示すような、原点位置で急峻なピーク
を持つ原点アナログ信号Ｖｚａが得られる。したがっ
て、スケール間のギャップが広くても、図３（ｆ）に示
すように、幅の狭いパルス状の原点信号Ｚが得られ、高
分解能に対応できる精度の高い原点信号が得られる。な
お、上記実施例では原点補助信号ｖｚ１、ｖｚ２の周期
は変位信号ｖａの３倍および５倍に形成した例について
説明したが、原点補助信号ｖｚ１の周期は変位信号ｖａ
の２〜４倍、原点補助信号ｖｚ２の周期は変位信号ｖａ
の４〜７倍の周期の信号の範囲で、原点位置で急峻なピ
ーク信号を持ち、かつ原点位置以外では信号レベルが小
さくなるように本検出器の特性に応じて選定する。ま
た、上記実施例は、本発明を光学式リニアエンコーダに
適用した例について説明したが、第１のスケールを円板
状に、第２のスケールを扇形に形成することにより、光
学式ロータリエンコーダに適用することもできる。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数の一定ピッチの周期的格子によって生成された原点補
助信号と変位信号を合成して、原点位置で急峻なピーク
を持つ原点信号を得るようにしてあるので、スケール間
のギャップが広くても、幅の狭いパルス状の原点信号が
得られる光学式位置検出器を提供できる効果がある。
数の一定ピッチの周期的格子によって生成された原点補
助信号と変位信号を合成して、原点位置で急峻なピーク
を持つ原点信号を得るようにしてあるので、スケール間
のギャップが広くても、幅の狭いパルス状の原点信号が
得られる光学式位置検出器を提供できる効果がある。
【図１】 本発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】 本発明の実施例の変位信号生成回路部および
原点信号生成回路部を示すブロック図である。
原点信号生成回路部を示すブロック図である。
【図３】 本発明の実施例の動作波形を示す説明図であ
る。
る。
【図４】 従来例を示す斜視図である。
【図５】 従来例の変位信号生成回路および原点信号生
成回路を示すブロック図である。
成回路を示すブロック図である。
【図６】 従来例の動作波形を示す説明図である。
１：光源、２：第２のスケール、３：第１のスケール、
４Ａ，４Ｂ：変位信号用光源格子、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，
５Ｄ：変位信号用インデックス格子、６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，６Ｄ：変位信号用受光素子、７Ａ：第１の原点信号
用光源格子、７Ｂ：第２の原点信号用光源格子、８Ａ：
第１の原点信号用インデックス格子、８Ｂ：第２の原点
信号用インデックス格子、９Ａ：第１の原点信号用受光
素子、９Ｂ：第２の原点信号用受光素子、１０：変位信
号用メイン格子、１１Ａ：第１の原点信号用メイン格
子、１１Ｂ：第２の原点信号用メイン格子、１２：変位
信号生成回路部、１３：原点信号生成回路部、１３Ｘ：
原点補助信号生成回路、１３Ｙ：原点信号合成回路、１
３Ｆ：比較器
４Ａ，４Ｂ：変位信号用光源格子、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，
５Ｄ：変位信号用インデックス格子、６Ａ，６Ｂ，６
Ｃ，６Ｄ：変位信号用受光素子、７Ａ：第１の原点信号
用光源格子、７Ｂ：第２の原点信号用光源格子、８Ａ：
第１の原点信号用インデックス格子、８Ｂ：第２の原点
信号用インデックス格子、９Ａ：第１の原点信号用受光
素子、９Ｂ：第２の原点信号用受光素子、１０：変位信
号用メイン格子、１１Ａ：第１の原点信号用メイン格
子、１１Ｂ：第２の原点信号用メイン格子、１２：変位
信号生成回路部、１３：原点信号生成回路部、１３Ｘ：
原点補助信号生成回路、１３Ｙ：原点信号合成回路、１
３Ｆ：比較器
Claims (3)
- 【請求項１】 光源と、相対移動する検出対象部材の相
対的変位に対して前記光源からの光を受けて周期的な変
位信号を発生する変位信号生成手段と、前記光源からの
光を受けて前記検出対象部材の原点信号を生成する原点
信号生成手段とを備えた光学式位置検出器において、前
記原点信号生成手段は、前記検出対象部材の原点位置の
近傍で前記変位信号の周期より長く、かつ互いに周期の
異なる複数の一定周期の原点補助信号を生成する原点補
助信号生成手段と、前記変位信号と前記原点補助信号と
から前記原点信号を生成する原点信号生成回路とを備え
たことを特徴とする光学式位置検出器。 - 【請求項２】 前記変位信号生成手段は、相対移動する
一方の部材に固定された第１のスケールと、前記第１の
スケールに空隙を介して対向して相対移動する他方の部
材に固定された第２のスケールと、前記第１のスケール
上に形成され、かつ一定のピッチの周期的格子を持つ変
位信号用メイン格子と、前記第２のスケール上に形成さ
れ、前記光源からの照射光を制限して線光源を形成する
変位信号用光源格子と、前記変位信号用メイン格子に反
射された光を更に制限する変位信号用インデックス格子
と、前記変位信号用インデックス格子によって制限され
た照射光を受光して電気信号に変換する変位信号用受光
素子と、前記変位信号用受光素子の出力から前記変位信
号を生成する変位信号生成回路とで構成され、 前記原点補助信号生成手段は、前記変位信号用メイン格
子より長い格子ピッチを備え、かつ前記第１のスケール
上の少なくとも２か所に形成された互いに異なるピッチ
の原点信号用メイン格子と、前記第２のスケール上に形
成され、前記光源からの照射光を制限して線光源を形成
する少なくとも２か所に形成された互いに異なるピッチ
の原点信号用光源格子と、前記原点信号用メイン格子に
反射された光を更に制限する少なくとも２か所に形成さ
れた互いに異なるピッチの原点信号用インデックス格子
と、前記原点信号用インデックス格子によって制限され
た照射光を受光して電気信号に変換する原点信号用受光
素子とで構成され、 前記原点信号生成回路は、前記原点補助信号生成手段に
よって生成された少なくとも周期の異なる２種類の原点
補助信号を合成して原点補助合成信号を生成する原点補
助信号生成回路と、前記原点補助合成信号と前記変位信
号とを合成して原点アナログ信号を生成する原点信号合
成回路と、前記原点アナログ信号からパルス状の原点信
号を生成する比較器とを備えた請求項１記載の光学式位
置検出器。 - 【請求項３】 前記原点補助信号は、前記変位信号の２
〜４倍および４〜７倍の２種類の周期の信号からなる請
求項１または２記載の光学式位置検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29577096A JP3649363B2 (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 光学式位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29577096A JP3649363B2 (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 光学式位置検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122908A true JPH10122908A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3649363B2 JP3649363B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=17824949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29577096A Expired - Fee Related JP3649363B2 (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | 光学式位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3649363B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000146625A (ja) * | 1998-11-04 | 2000-05-26 | Fuji Electric Co Ltd | アブソリュートエンコーダ |
| JP2000329585A (ja) * | 1999-05-07 | 2000-11-30 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 光学位置測定装置の走査ユニット |
| JP2002013949A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Sokkia Co Ltd | アブソリュート式エンコーダ |
| JP2003021541A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Tokyo Koon Denpa Kk | 非接触デジタルフェーダ |
| CN103278097A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-09-04 | 南京信息职业技术学院 | 用于汽车侧滑测试的测试系统 |
| DE10043828B4 (de) * | 2000-09-06 | 2016-11-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung |
-
1996
- 1996-10-16 JP JP29577096A patent/JP3649363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000146625A (ja) * | 1998-11-04 | 2000-05-26 | Fuji Electric Co Ltd | アブソリュートエンコーダ |
| JP2000329585A (ja) * | 1999-05-07 | 2000-11-30 | Dr Johannes Heidenhain Gmbh | 光学位置測定装置の走査ユニット |
| JP2002013949A (ja) * | 2000-06-27 | 2002-01-18 | Sokkia Co Ltd | アブソリュート式エンコーダ |
| DE10043828B4 (de) * | 2000-09-06 | 2016-11-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Abtasteinheit für eine optische Positionsmesseinrichtung |
| JP2003021541A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Tokyo Koon Denpa Kk | 非接触デジタルフェーダ |
| CN103278097A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-09-04 | 南京信息职业技术学院 | 用于汽车侧滑测试的测试系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3649363B2 (ja) | 2005-05-18 |
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