JPS5829093A - アブソリユ−トエンコ−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】 本発明は長さ又は角度を読み取る為のエンコー〆に係シ
、特にアブソリ１−トエンコー〆に関するものである。

通？１６アブソリエート式エンコーダは蕗１囚に示す如
く、矢印１方向に移動するコード板２にトラックａ、ｂ
・・・・を設け、各トラックには位置を示す例えば２連
符号ノターンを設けて、これを対応する光源３、マスク
４、および受光素子群５で読み取る様にしている。従５
ヤアブソリ息−ト方式によれば、測定途中で電源が切れ
るとか、或いは電気雑音で誤動作する等の事故があって
も正常状態に復帰すれば再び正確な測定値が得られる。

この点はインクリメンメル方式にない大きな長所なので
あるが、欠点もいくつかあシそれらを列記すると下記の
様になる。

■　多数の光源、受光素子が必要であシ装置が複雑であ
る。

■　・臂ターン製作精度、受光素子感度岬の点から分解
能をあげることが困難である。

以上の欠点を除去したアブソリ凰−トエンコーダとして
、本出願人社、コード板を移動方向に幾つかのブ日ツク
に分割し、各ｆロックに、ブロックの基準位置を示すマ
ークパターン　＠１８″″０１情報が、繰シ返し形成さ
れてなる格子／中メーン及びブロックのアドレス情報を
示すアドレスパターンを一列に配列し、それを、複数の
独立した感度をもつセンナが一列に配列されてなるライ
ンセンサにて読み取る事による、高精度のアブソリ凰−
トエンコー〆を発明・出願している。その内容は、特開
昭５５−８２９１９号公報に詳しく開示されているが、
とζでその概要を簡単に記す、第２図に、その光学系の
概略図を、第３図にコード板とラインセンナの関係を示
す。

コード板８杜、幾つかのブロックに分割され、各々のブ
ローツクには、第３図に示す様に、特徴的ノリーンＩＳ
と、それにつづく基準位置マーク１４から成るマークパ
ターン１２、格子パターン１６及びアドレスパターン２
０が記録されている。このコード板８紘嬉２図に示す光
源６、コンデンサレンズ１によシ照明され、その光学偉
がリレーレンズ９によシラインセンサ１０上に結像する
様に配置される。コード板８とラインセンサ１０は、図
中矢印１１方向に相対的な移動を行なうとし、ある時点
におけるコード板とラインセンナの相対関係が第３図に
示すごとくであるとする。この時のラインセンサ１０の
出力を第３図（ｃ）　Ｋ％シラインセンサ駆動する為の
りはツクパルスを（ｄ）　Ｋ示す、ラインセンサ出力（
ｏＪよシコード板８とラインセンサ１０の相対移動量の
検出社、次の様和しておζなわれる。

■　特徴的・臂ターンＩＪにつづく基準位置！−り１４
の投影されているラインセンナ素子の素子委号の検出（
第３図１５） ■　基準位置ｉ−りより一定の距離だけ離れた位置に２
進符号にて記録されているブロックのアドレスを示すア
ドレスパターン２０の各ビット１１の状態の判定及びそ
れによるブロックアドレスの解読。

■　ラインセンサ上に任意に定められたインデックスビ
ットＩＢと基準位置マーク１４を検出したラインセンナ
素子１６間の距離の演算（図の状態では、ラインセンナ
素子数にして５素子分である。） ■　■、■の結果より相対移動量をラインセンナの素子
のピッチＰを基準として測定する。

今、′ラインセンナのピッチが１０μｍであシ、コード
板ｌブロックがラインセンサ５０素子に和尚する長さを
もち、■項で解読されたブロックアドレス値が＠８″で
あるならその相対移動量は、 （８Ｘ５０）＋５品４０５票子つｔシラインセンサのピ
ッチを基準としてコード板の原点よシ４０５素子分、４
０５０声塑移動している事となる。

以上社、ラインセンサ素子間のピッチＰを基準とした読
み取シであシ、それ以下の内挿は、格子パターン１６と
ラインセンサの副尺関係を利用して行なわれる。図に示
した例では、格子パターンの１１″、″０＃の各スリッ
ト数とそれと対応する長さ内圧存在するラインセンナの
素子数との間には、１０：１１の副尺関係が成立する様
に構成されている。ヒの様に、格子／中ターンの１１”
、１０ｍのスリットとラインセンナ素子間に副尺関係を
もたせると、ラインセンナ出力（１には、コード板とラ
インセンナ間の相対移動において、コード板格子ノ９タ
ーンｌｌＪ＃ｏ”１”。

０１の一組の格子の巾の移動量を一周期としたうねシが
生じ、コード板の格子ノ臂ターン部ＩＣに対向している
ラインセンサ素子の一素子毎の包絡＠　ＯＬ　、　ＫＬ
の交差点Ｘの位置は、その相対移動量に従りてラインセ
ンナ上を移動し、Ｎ二Ｎ＋１の副尺関係にある場合は、
格子パターンのスリット巾をＷと、すると、／Ｎ−１−
１（ラインセンサのピッチＰに対しては　Ｐ／Ｎの相対
移動により交差点Ｘはラインセンサ上を一素子分移動す
る。従つてこの交差点の位置を、ラインセンサ上で検出
する事によ）ラインセンナ素子ピッチ以下の内挿が可能
となる０図の例でラインセンサピッチＰ冨１０μｍ１ス
リット巾Ｗ冨１１畑とすると１０：１１の副尺関係によ
〕１μｍ単位Ｏ内挿が可能である。これについて社、本
出願人が先に出願した特開昭５５−８２９１８号公報に
詳しく開示されている。

この様に、アドレスＩ４６メーイ２０よシプロツタのア
ドレス値を、マークパターンＪＪＫよシ、１ブロツク内
のセンナ素子ピッチを基準とした読み取〕を、格子／ヤ
ターン１６によ）センサ素子ピッチ間の内挿読み敗）を
行ない、以上の値を合成する事により、フード板とライ
ンセンナ間の相対移動量を得ている。この構成に於ては
、アブソリ為−トエン；−〆であ〕ながら、移動方向に
延長される一本のコードトラックのみによる読み取シが
可能であ〕、又、格子ｉ４　、Ｊ−ン部とラインセンナ
間の副尺関係を遮蟲に選択する事によ）、高精度な読み
取シを行なう事ができるという大きな利点をもっている
がｔ応答速度を上げるのが離しいという欠点を有してい
る。

通常、測定機勢にエンコー〆を用いる場合は、スタテッ
クな読み取ル、つｔｂ静止状態での読み取シが＃１とん
どであるが、ＮＣ機械等のステージの位置検出器として
はダイナミックな読み取）、それ亀かな夛高速なものが
要求される。アブソリ為−トエンコー〆の場合は、移動
中に応答周波数範囲を超える様な事がありてもインクリ
メンタルエンコー〆とは異なシ通常使用状態に復帰すれ
ば、読み取ル誤差を生ずるという事はないが、高速移動
中は、読み取）が不可能になるという欠点はまぬがれな
い、上記の例による工ンコー〆の応答速度は次の様にし
て決められる。一般的にいうなら高速移動中に６！ｐＨ
な移動量の単位は、あま）小さいものは要求されず、移
動中のステージの概要の位置を示す程度でよい為、第３
図の例では、最も上位の読み散〕値を与えるブロックの
アドレス値の読み取プ可能な限界をその応答スピードと
する。ラインセンサにＣＣＤという名称で知られている
光蓄積蓋の固体撮像素子１７２８素子構成のものを１　
ｋｎｉｔの周波数で駆動するならその光積分時間Ｔｌｎ
＆は、Ｔｉｎｔ　＝−ｍ−「Ｘ　１７２８　＃　１−７
ｍ５ｓｅ１×１０ となる。

ラインセンナのピッチが１０μｍでアｂ、第ｓ図に示す
様にアドレスパターン部２０の２進数の各ビット１１が
センナ素子２素子に和尚する巾のピット情報部１８と、
−素子和尚のビラトストラｆｒｙよル構成されるなら上
記の光積分時間内にコード板とラインセンサがセンサ２
素子分移動を行なうと、アドレス値の読み取りは、不可
能となる。従ってその応答速度は ２０μｍ　／　１．７ｍ５ｔ＠＃　１１．８　ｖｍ　／
　＠１１４　　　。

とな夛、高速応答を必要とする用途には充分でない・ 光源をパルス的圧点灯させる事によりて移動中のコード
板の像を静止像としてラインセンナ上に投影するという
方法も考えられるが、その場合は、光源に強力なものを
用いる必要があシ、装置の小型化・低価格化という理想
に相反するものとなる。又、アドレス部のパターンを広
く設計する事によって応答速度を改善する事も可能であ
るが、ブロック長が長くなシ、かつ通常、読み取〕の信
頼性を向上させる為多プ０ツクにわたる読み取シを行な
う必要のある事を考えると、それＫも限度があ夛、多大
な改善は望めない。

又、上述の原理をｏ　−ｆｉリエンコー／に適用する際
は、円弧状に配列されたｐ４ターンを直線状のラインセ
ンサで読み取る為、多ブロックにわたる測定を行なうと
円弧による誤差の影響がさけられず、又、コード板の小
型化に対しても、それにより制限をうける事となる。

本発明の目的は、上記の欠点を克服したアブソリ為−ト
エンコー〆を提供するものであ〕、そのため本発明にお
いて杜ブロックのアドレス部と、格子Ｉ４ターン部を分
離配置し、゛かクプ四ツクのアドレス部の配列を、コー
ド板とラインセンサの相対移動方向と交差する方向とし
た事を特徴とするものである。

本発明によれば相対移動方向に複数のブロックに分割さ
れ、その各プｎツクにはブロックのアドレス値を表わす
アドレス情報がそれヤれ前記移動方向と交差する方向に
配置されてなる第１トラツクと、前記移動方向に複数Ｏ
ｆ協フッタ分割され、七の各ブロックＫａブロックの基
準位置を表わす基準位置情報および複数の格子パターン
がそれぞれ前記移動方向に直列に記録一つのトラックが
それぞれ前記移動方向に並列に配列されてなるブード板
と、 前記コード板の前記格子パターンの配列に対し副尺関係
を生ずるように配列されてな〕、かつ、前記コード板の
前記各トラックに記録された情報を読みとるラインセン
サと、 前記ラインセンナの出力から得られる前記コード板と前
記ラインセンサとの相対移動量を含む情報を処理する情
報処理手段と、 を具備してなることを特徴とするアブソリ島−トエンコ
ーダが得られる。

以下添付図面を参照して本発明の実施例について詳細に
説明する。

第４図は本発明の一実施例におけるコードパターンの部
分図である。なお説明に際してすでに述べえものと同様
な構成をもち、同様な作用効果をおよぼすものについて
は、同一記号を附し、その説明を省略する。第４図に於
て、コード板８上には、２つのトラック例えば！−り／
４ターン１２と格子／量ターン１６とが相対移動方向１
１に直列に記録されて成る機銃トラック２１（第２トラ
ツク）及びブロック内のアドレス情報を前記移動方向と
交差する方向に記録してなる粗読トラック２２（第１ト
ラツク）が移動方向に並列に配列されている。機銃トツ
ック２１の格子パターン部１Ｇは、第３図で示した例と
同様にラインセンサＩＯＨのピッチ（もしくは、格子ツ
ヤターンスリット巾）内を内挿するものであり、それに
対向するラインセンナの素子の配列とは副尺関係を保持
する様に構成され、例えば、対応する長さ内Ｋ　＠１’
　、　”Ｏ’の格子／中ターンの数が１０個、センナ素
子の数が１１個それぞれ配列されてこれらの配列が１０
：１１の副尺関係になるように構成される。又、マーク
ｌり一ン１２も、第３図と同様に、それが投影されてい
るラインセンサの素子番号を検出し、ラインセンナ上に
予め設定された基準素子（インデックスビットＩＢ）と
の距離を計数もしくは算出する事によってラインセンサ
の素子ピッチを基準単位とした読み、取〕を行なう為に
設けられている。

第３図の例では、特徴的パターン１３と、それにつづく
基準位置マーり１４ＶＣよりて２重の検出を行なってｂ
るが、仁の第４図図示の本発明の一実施例では、第３図
の特徴的パターンに和尚するパターンのみによりてマー
クパターン１２を構成している。従って前記の機銃トラ
ック２１は、相対移動方向１１に幾つかの２ｐツクに分
割され、各ブロックは、マークパターン１２と格子ツヤ
ターン１６よ多構成され、それに対向するラインセンサ
ＪＯＢは、その長手方向を機銃トラック２１のブロック
の配列方向と一致して配列されている。前記の粗読トラ
νり２２は、機銃トラック２１と前記移動方向く並列し
て同一コード板８上に配列され、さらに前記移動方向１
１に幾つかのブロックに分割され、各ブロックには、ブ
ロックのアドレスを示すアドレス値が２進数で記録され
ている。アドレス値を示す２進数の各ビット２１１〜２
２・は、相対移動方向１１と交差する方向に配列され、
それに対向するラインセンナＩＯＡは、２進数の各ビッ
ト２２ａ〜２２・の配列方向と、その長手方向が並列す
る樺に配置される。従ってツインセン＋１０ＡＫよジブ
ロックのアドレス値を読み取シ、ラインセンサｌ０ＢＫ
よって、う゛インセンサのピッチを基準とした読み取〕
、及びその内挿を行ない、後述の情報処理手段にて以上
の値を合成する事で、コード板８とラインセンサ１０ム
、ＪＯＢ間の相対移動量を含む情報を検出する事が可能
となる。この場合に用いられる光学系は、例えば第２図
に示す様なものでよく、すＶ−レン／ｅ＃によりてりＶ
−されたコードパターンの結像位置にツインセンナ１０
ム。

ＪＯＢをそれぞれ館４図に示す様に配置すればよい、こ
の場合に例えば直線状のラインセンサを同一平面内に交
差して配置するくは、ハーフミラ−等によシ光路を２分
割し、２分割されえ光路の結像位置に各ツインセンナを
実質的に交差する様に配置すればよいことはいうまでも
ない６本実施例に於けるよυ好ましい光学系の配置を第
６図に示す、第６図は、第４図に示すコード板ｇｔ−−
個のラインセンサ１０で読み取る為のものである。光源
Ｃによ〕放射された光束は、コリメー！レンズ１により
てコード板１上の２つのトラック即ち機銃トラック２１
と粗読トラック２２をそれぞれ照射する。照射された機
銃トラック２１は、結像レンズ２ｒによって移動方向１
１と並列に配置されたラインセンサ１０上に結像される
。一方粗読トラック２２を照射した光束は、それぞれ２
ラーｘｅ、ｇｏを介して結像レンズ２８に入射し、さら
にミラー３１によってラインセンサ１０上にその像が９
０°回転して結像される。この様な配置和する事により
て、唯一個のラインセンｔＫて等価的に第４図に示す様
な機銃トラックと粗読トラックとに対するラインセンナ
の装置とする事ができる０以上の様に本発明によれば機
銃ノ臂ターンと粗読パターンを分離し、かつ粗読パター
ンの２進数を構成する各ビット（第４図１２ａ〜１２・
）をコード板とツインセンナ間の相対移動方向と交差す
る方向に配列する事によシ、次の様々利点が得られる。

■　（へ）２トラツクにする事で最終的な読み敗シ精度
を決定する機銃Ｉ臂ターンの記俺密度が向上し、高精度
な読み取りが可能となる。（ロ）又゛、信頼性を向上さ
せる為数ブロックに亘る読み取シを行なう際にも、第３
図に示す例と比較して、ｌブロック長を短かくできる為
、コード板を照明する照明範囲が狭くてもよく、（ハ）
又、ロータリエンコーダの様に円弧状のパターンを読み
取る際も、直線状のセンナによってＩＩ！み取る為の誤
差を無視できる範囲とする事ができる。

■　コード板とラインセンナが高速に相対移動を行なう
際でも、ブロックのアドレス値を読み取る事に関してい
えば、第３図の例に比較してツインセンナの光積分時間
内に移動できる範囲を大幅にゆ↓↓事ができる。

なお第４図で、微読トラツタの１プ鴛ツクに相当する長
さ内を粗読トラックが２つのブーツタに分割しているの
は機銃トラックによる読み値と、粗読トラックによる読
み値との桁合せ照合を容ｎＫ行なう為のものであ）、以
下これについて説明する。今、第４図の粗読トラック２
２ＶＣ於てアドレスが“０”から１１“Ｋ切替る境界上
にラインセンサ１ｏムが位置しかつその時のラインセン
ナＩＯＨによる機銃トラックの値が＠５０”であるとす
る、（これは、機銃トラックの１ブロツクがラインセン
サ素子１００素子に対応する長さをもつ場合を想定し、
マークパターン１２０投影されているセンナ素子が、ラ
インセンサ上に任意に定められた基準位置（インデック
スビット）よ、６−をフサ５０素子分移動した状態を表
わす、）この状態からコード板とライｙ　＊　ｙ　ｔ　
カ更Ｋ　相対移動を行ない、アドレス＠１”と＠ｒの境
界上に１に−）たとするとその時の微読値は″９９″か
ら′″０″の境界上となる。但し、説明を簡単和する為
、微読値に於ける格子ノｔターンによる内挿値は考えな
い事とする。この様に粗読値及び微読値が切替る様子を
下の表ＩＫ表１ 表１のスケールは先に述べた状態を示し粗読値は、＠ｏ
＃もしくは＠１″を取〕、微読値は′″５ｏ”を取る。

従って単純に合成すると大きな誤差を含む値となる。こ
れをさける為桁合せ照合として次の様な処理を行なう。

■　アドレス値が奇数であ〕微読値が＠２５１よシ大き
い場合は、アドルス値よ〕ｌだけ滅じ微読値と合成し、
″２５＃よ〕小さい場合は、１だけ加算して合成する。

■　アドレス値が偶数であシ、微読値が＠７５ｍよル大
きい場合は、アドレス値よ＃）＠２”だけ減じ微読値と
合成し、７５よシ小さい場合はその１１合成する。この
様に微読値の読み取〕範囲を粗読値の最少単位よ）ひろ
くとる様和すれば、（すなわち、微読値の読み取り範囲
の更新周期を粗読値の最少単位毎の更新周期よ）広くと
れば）微読値の状態を知る事によ）正確な桁合せ照合を
行なう事ができる。

なお、この場合アドレスコードとして用いられるコード
は、グレーコードが望ましい、グレーコードは、一般的
なアブソリ為−トエンコーダ等に用いられるコード化手
法の一つであ〕、コード間の境界上に於ても読み取シ値
が最少１単位しか変化しないコードとしてよく知られて
いる。

第７図には本発明による前記実施例を実際の装置に適用
した場合の全体のブロックダイアダラムを示す、第７図
において工作機械のテーブル等の移動部材４５に設置さ
れ九コード板８は、光源６、照明レン−ｅｒＫよ〉照明
されその透過ノ豐ターンカ光学系レンズ９によシライン
センサ１０上に結像するようになされている。ζζでコ
ード板８上に記録されているコードΔターンは、第４図
に示す様なものであシ、そのパターンを１個のラインセ
ンサ１０に投影する光学系レンズ９は、第６図で示すも
のと同様な′構成とされる。

次にラインセンナ１０の出力から得られる情報を処理す
る情報処理手段について説明する。

ラインセンサ１０はΔルス発生器３２のスタートノ臂ル
スＪＪＫよ〕走査を開始し、同じく／タルス発生器３２
から出力されるクロックツ臂ルス３４に同期して出力信
号３５を増幅器３＃に与える。増幅器Ｓ−を通りた信号
はサンプルアンドホールド３１でアナ胃グ電圧として一
素子毎の出力のピーク値を保持され、アナログーデジメ
ル変換器３８でデジタル信号に変換される。

デジタルメモリＪ９はム／Ｄ変換されたラインセンサ１
０の出力を順次記憶するものであシ、これをランダムア
クセス方式のメモリで構成するなら、ラインセンナ出力
に同期しているクロックを計数するカウンタ４０の出力
によ〕メモυ番地の指定を行なう事でメモリ００番地よ
〕順次ラインセンサの出力値が格納される。従って、メ
モリの番地とラインセンサのピット番号が直接の対応を
もつ事となる。なお、カウンタ４０は、ラインセンサ１
０の走査開始のスタートパルス３　Ｊ　又ハ、走査ＪＩ
了ノ？ルス４１ＶＣよってあらかじめリセットしておく
必要のある事は言うまでもない。信号処理回路４Ｓは、
例えば、マイクロプロセッサ等によ〕構成され、ライン
センサの走査終了パルス４１を受けつけると、デジタル
メモリ３９に一時的に格納されているラインセンサ出力
データをその管理下にあるデータメモリ４２に転送し、
データの処理を開始し、その結果を表示器４４Ｉ／ｃ出
力する。

次に信号、処理回路４３の動作内容を第４図、第８図を
参照しながら述べる。第４図に於て、マークｚ４ターン
１２はラインセンサ６素子相尚の白部１２ａと３素子相
尚の黒部ＺＪｂからな〕、マークツ臂ターンの前のブロ
ックストップ１２・は、３素子相幽の巾から構成され、
格子ノ臂ターン１６はラインセンサに対して１０：１１
の副尺関係にある′″１”、′″０１の格子が、３０格
子で構成されているとする。又、粗読トラックの２進数
を示す各ビット２２ａ〜２２・は、４素子相当の巾で記
録されておシ、２２・のビットが最下位ビットであると
する。この様なコード板８を第６図に示す光学系により
てラインセンサ１０上に投影した場合のラインセンナ出
力を第８図（ａ）　Ｋ　、それに対応するラインセンサ
を第８図（ｂ）にそれぞれ示す。なお第８図（ａ）は第
４図の暗部がラインセンサに出力を生じさせる部分とし
たものである。信号処理の動作は以下のように行なわれ
る。

■　ノヤメーン１ｘｅＪ−パターンＺＪａＫ！る、ライ
ンセンサ出力信号１２ｅｔ’＊１１ｍ’の立下多位置の
検出、第８図の例では第８図６）のラインセンサの４番
目の素子で検出される。

■　任意に定められ九ラインセンナ上の基準位置ＩＢと
０項で検出された素子番号より、その間の距離ヲ、ライ
ンセンサのピッチを基準トシテ求める０図の例では（２
７−４）−２３素子となシ、ラインセンサが１０μｍの
ピッチなら、その移動量は、２３０μｍとなる。

■　格子パターンとラインセンサ間の副尺関係によって
生じた振動波形ＩＣのデジタル量としてメモＩＪ　Ｋ格
納されている１素子毎の出力４＃。

５０を周期関数で近似し、その交点ａ６ｍ４１ｅ４８が
生ずるラインセンナ上の位置を演算する。

演算処理によ）交点４６がラインセンサの１８．３素子
上に１交点４１が３１．２素子上（、交点４８が４０．
０　Ｘ子上に存在するとい・う結果が与えられたとする
。コレニよ、９ＸＷＩＹ＝−１８，３、！−２Ｙ　−３
１，２、Ｘ−３Ｙ＝４０．０の３点よシ直線回帰計算を
行ない平均された値としてＸツ１の場合の推定値を求め
ると、約１８．９８となる。この様に機銃）臂ターンと
ブロックアドレス部を分離し九為、格子ノ々ターン部の
記録密度を上げる事ができ平均化処理を有効に行なう事
が可能となシ測定精度の向上が図れるのは、先に述べ九
通〕である。この＠に検出されたラインセンナ出力の交
点の位置はコード板とラインセンナとの微少な相対移動
によプラインセンサ出力上を大きく移動するのは、先に
述べた通りであシ、又、・本出願人が先に出願した特開
昭５５−８２９１８号公報に詳しく開示されている為、
ここでは詳しい記載は行なわない、今■項和よって検出
されたブロックの基準位置が″４”であ〕、内挿値に於
て、前記交点の位置がブロックの基準位置よ）１０素子
分右側に存在する時を、その内挿値の０基準とすると（
１８，９８−（１０＋４　）　）＝４．９８となシ、前
記交点が基準位置よ、り　４．９８素子分右側にライン
センナ出力上を移動した事となる。１０：１１の副尺関
係でかつラインセンサのピッチは１０μｍであるから内
挿値は、４．９８μｍとなる。

■　粗読ノ臂ターン投影部よジブロックのアドレスを読
み取る。２値化コードによる出力２２ａ′〜２２・′は
、０．１．０．０．０と読み取られグレーコードによる
デコードを行ないそのアドレスは、＠″３１と知ること
ができる。

■　０項及び０項で検出した値よ）微読値は、（２３０
μｍ　＋　４．９８μｍ）冨２３４．９８μｍとな）、
これと粗読値との合成値は、先に述べた桁合せ照合を行
なう事によル得られ、それがコード板とラインセンナ間
の相対移動量を示す値となる。

次に第９図に示す本発明の他の実施例について説明する
。

第９図は、本発明をロータリエンコーダに適用したもの
である。この場合のコード板８は中心軸００回シを回転
するものであ〕、第４図と同様な機銃トラック２１と粗
読トラック２２を有している６通常ロータリエンコーダ
は、コード板の偏心の影響をさける為１８０＠対向した
２ケ所の位置でコード板を読み取シその平均をとるとい
う事が行なわれる。第９図に示す例も、対向読み取シを
行なう場合の例であるが、偏心量は、それ程大きな量で
はない為対向読み取りを行なうのは、機銃トラック２１
のみである。

光源５０１、コリメーメレン、ｅ５１＊＜よって照明さ
れる微貌パ！−ンの一部５１１ｍは、ミラー５２　ｍ　
、　　リレーレンズ５１＊、　　ンラー５４ａ１５５ａ
１　リｖ−ｖンズ５６ａ、およびンラー５７１によりて
ラインセンサ１０上Ｋ　ｌ　９　ａのごと＜ＫＭ偉され
る。機銃ノ々ターンの１′部５８ａとほぼ１８０°対向
する位置の機銃パターンｓ８ｂツメ ４同様に光源５ｏｂ、”ｓ≠今一タレンズ５１ｂによシ
照明され、ミラー５２ｂ１　リレーレンズ６３ｂ１　ミ
ラー１４ｂ、６１ｂ、　リレーレンズ１６ｂおよびｔラ
ーｌ　ｒ　ｂ　ＩＩＣヨ２　テ５９　ｂ　（Ｄととくに
結像される。又、粗読トラックの１部６０は、図示しな
い照明装置によシ照明され、その儂は、６２の様にライ
ンセンサ１０上に結像レンズ６１によ）結像される。機
銃トラックによるラインセンサ上の像１９＊ｅ１９ｂは
１それぞれ、すでに記載した方法によりて読み取られ、
平均された後、粗読トラックによる読み値と桁合せ照合
され角度位置情報として検出される。

第５図は、本発明のさらに他の実施例を示すものである
。この例では、コード板８は、４つのトラックに分割さ
れラインセンサＪＯＢと副尺関係を発生させる格子ノリ
ーンをもっ内挿用トラック２１ａ１ラインセンナのピッ
チを基準単位とする読み取）を行なう為Ｋ１１方向の移
動に対してラインセンサ１０ａ上の位置が変化する斜行
パターン２４ｍ、２４ｂを有スるトラック２３、ｆロッ
クのアドレスを示す粗読トラック２２及び移動方向１１
と直角方向の位置を定める基準トラック２５からなる。

コード板８は移動方向にそりて幾つかの７’ｏツクに分
割されておシ粗読トラックＪＪＫよってブロックのアド
レスを読み取シ、ま九格子パターンが連続して記録され
ている内挿用トラックＪＪａによってラインセンナＪＯ
Ｂのピッチ単位以下の内挿値を読み取るのはすでに述ぺ
た例と同様である。ラインセンサＩＯＡのピッチを基準
単位とした読み取〕は、斜行ノ４メーン２４＆ｅ２４ｋ
がラインセンナ１０ム上に投影される位置を検出する事
によ〕行なわれる。斜行パターンは、ブロック長よ〕着
干長く、かつ隣〕合う斜行パターンとは、その太さ等が
異なシ識別可能な／１ターンとなりている。これは、斜
行ツヤターンによる読み値とアドレスによる読み値との
桁合せ照合を容易に行なう為のものであ）、そめ処理は
次の様に行なう。

■　図の様Ｋ　Ｊｉ　Ｉ／−ｈｐ＃ターンが太いＩ９タ
ーンの上方にある時は、読取りたアドレスが奇数ならば
、そのままのアドレスと細％Ａ　、、ｆ　ｊＩ−ンによ
ル黴読値を加算する。又読取りたアドレスが偶数ならば
、その値から１を引き、細いパターンによる微読値を加
算する。

■　太い７１ターンが細いＩす―ンの上方にある時は、
読取ったアドレスが偶数ならば、そのままのアドレスと
太い／譬ターンによる微読値を加算する。又読取ったア
ドレスが奇数ならば、その値から１を引き、太い／ｆタ
ーンによる微読値を加算する。

又、内挿値と微読値との桁合せ照合に関しては、すでに
述べた様に内挿の範囲を微読値より広くとればよい為、
内挿が、ラインセンサのピッチ内を行なうものなら、微
読値は、１ピツチ以下の単位で読み取れば、容易に行な
う事ができる。斜行ノ９ターンの中心位置の正確な検出
は、第７図に示す様な回路によシデジタル量としてメモ
リの内に格納されているラインセンナの素子毎の出力に
対し、多項式近似等を行ないその極大点を算出する事で
達成される。第５図の基準トラック２ＩＩは、ラインセ
ンナ１ｊＡＩＩＣ対するコード板８０基準位置を与える
ものである。

斜行Ｉ中ターン２４＆ｅ１４ｂＫよる機銃値Ｏ読み取シ
は、ラインセンサ１０ム上に任意に定められた位置を基
準とし斜行パターンの投影されているラインセンナ上の
位置まで０距離を検出する事によって行なわれるがこの
方式では、移動方向１１と直角な方向へのコード板とラ
インセンサの相対移動が生じ死時、移動方向１１に対す
る誤差となる。従って、図の様に基準トラック２５を設
け、それの投影されているラインセンナ上の位置を基準
として機銃値讐読み取る事によって上記の誤差紘さける
ことができる。

又、基準トラック２Ｊのもう一つの効果は、基準トラッ
ク２ｊのラインセンサ上の位置を検出する事によりて粗
読トラック２２の２進数を構成する各ビットｚｘ＊〜１
２・が投影されているラインセンナ上の位置を正確に検
出する事ができるというむとである。これによシ、あら
かじめ定められたラインセンサ１０ム上Ｏ位置に粗読ト
ラックが投影される様に調整する必要がなくなシ、組立
工数の削減を図れる。又、２本の基準トラックが、粗読
トラックを挾む様に配置し、その間隔を検出する事で粗
読トラックの２進数を構成する各ビット２２１〜２１＠
がラインセンサ１０ムの何素千に＠幽するかを検知すれ
ば、例えば第６図に示す光学系にて読み取）を行なう場
合、結像レンズ２８０投影倍率、建う−１９．ＩＯ，１
１の正確なアライメントが必要なくなシ組立上の大きな
利点を得る事ができ、更に６ＩＰ’１以上に粗読トラッ
クの各ビット巾を広くする事が磨くなる為前記第４図図
示の実施例の場合と同様に光学系の小型化が可能となる
。

以上は本発明のいくつかの実施例について説明したが本
発明は、以上の実施例のみに限定されるものでなく、種
々変形、変更を加え得るものである０例えば粗読トラッ
クに記帰する２進化コードは、グレーコード以外でもよ
く、又、第６図、第９図に示す光学系の例に於て、照明
は透過照明でなく、反射照明でもよく、更にこれらのも
のと異った光学系の配置も考えられる。

またコード板とラインセンサの！ｌＩ！際の相対移動で
力く、両者を結合する光学系の変位、回転による見掛け
の相対移動を検出する様に構成するととも可能であるこ
と言う壕でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアブソリ為−トエンコー〆を説明するた
めの説明用概略図、 第２図は従来のアブソリ島−トエンコー〆の光学系の概
略図、 第３図は従来のアブソリ為−トエンコーダのコード板と
ラインセンナとの関係を説明するための概略図、 第４図は本発明の一実施例におけるコード板とラインセ
ンナとの関係を説明するためのコードパターンの１部の
概略図、 第５図は本発明の他の実施例におけるコード板とライン
センサとの関係を説明するためのコード／臂ターンの１
部の概略図、 第６図は本発明の一実施例くおける光学系の概略図、 第７図は本発明によるアブソリ為−トエンコ−／を実際
の装置に適用した場合の全体の構成を示すブロック線図
、 第８図は本発明の一実施例における信号処理回路の作動
を説明するための説明用図面、第９図は本発明を四−タ
リエンコ−／に適用した場合の一実施例の概略図である
。 １・・・移動方向、２−・コード板、１・・・光源、４
−マスク、５・・・受光素子群、ｃ・・・光源、１・・
・レンズ、Ｊ−：ｆ−ド板、９−Ｖ　７ズ、１０．１０
Ａ。 １０Ｂ・・・ラインセンナ、１１・・・移動方向％ＪＪ
”・マーク−＃ｆメーン、ＩＪ・・・特徴的ノ臂メーン
、１４・・・基準位置！−り、１５・・・素子番号、１
６・・・格子ノ量メーン１，１１・・・各ビット、１８
・・・ビット情報５．１９・・・ビットストνｆ　ｓ　
２０　””アドレスパターン、１１・・・機銃トラック
、２２・・・粗読トラック、ｊ　ｌ−）ラック、Ｊ　４
　ａ　ｅ　Ｊ　４　ｂ　”・斜行／ｌ　ｆｉ−ン、２５
・・・基準トラック、１１　ｅ　Ｊ　ｌ・・・レンズ、
Ｊ　ｐ　ｔ　ｓ　ｏ　、　ｓ　Ｊ−？ラー、Ｊｊ−・パ
ルス発生器、３３・・・スＩ−ト／中ルス、３４・・・
クロックパルス、ｌｌ・・・出力信号、ｓｉ・・・増巾
器、３１川サン！ルアンドホールド、３８・・・アナ口
／　−ｆ”？Ｉル変換器、３９・・・デジタルｌ　−ｑ
　ＩＪ、４０・・・カウンタ、４１・−走査終了パルス
、４２・・・データメモリ、４１・・・信号処理回路、
４４・・・表示器、４５・・・移動部材、４　＃　ｅ　
４７　＃　４　Ｊ　−・・交点、４９　、５０−・・出
力、ｓ　ｏ　ａ　、　＃　＃　ｂ　−・・光源、ｌｉｌ
＆、５１ｂｅｌｌｌ＆＠１３ｂ、１６＆。 ５６ｂ、６１−レンズ、ｊ　Ｊ　ａ　ｇ　Ｊ　Ｊ　ｂ　
＋　５４　ａ　＃ｔ４ｂ　、１５＆’：・−ｌ５ｍ　ａ
　ＪＦＡ　ｅ　５ｖｂ−ｉラー、ｌ１ｍ、夕８ｂ・・・
機銃ｄｊｌ！−ンの一部、５９　ｍ　、　８９　ｂ　、
　６　ｊ　””結像、ＩＯ−粗読トラックの一部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対移動方向に複数のブロックに分割され、その
   各ブロックにはブロックのアトレス値を表わすアドレス
   情報がそれぞれ前記移動方向と交差する方向に記録され
   てなる第１トラツクと、前記移動方向に複数のブロック
   に分割され、その各ブロックに拡ブロックの基準位置を
   表わす基準位置情報および複数の格子パターンがそれぞ
   れ前記移動方向に直列に記録されてなる第２トラツクと
   からなる少なくとも２つのトラックがそれぞれ前記移動
   方向に並列に配列されてなるコード板と、 前記；−ド板の前記格子パターンの配列に対し副尺関係
   を生ずるように配・列されてなシ、かつ前記コード板の
   前記各トラックに記録された情報を読みとるラインセン
   ナと、 前記ラインセンｔの出力から得られる前記コード板と前
   記ラインセンサとの相対移動量を含む情報を処理する情
   報処理手段と、 を具備してなることを特徴とするアブンリ為−トエンコ
   ー〆。
2. （２）前記コード板と前記ラインセンサとの相対移動時
   に１前記第２トラツクの各ブロックの前記相対移動に伴
   う更新周期を前記第１トラツクの各ブロックの前記相対
   移動に伴う更新周期よシ大きくなるようにしてなる仁と
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアブソリ島−
   トエンコー〆。
3. （３）前記コード板には前記相対移動方向と交差する方
   向の基準位置を表わす小くとも１本の基準トラックを含
   むようＫしてなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のアブソリ。 −トエンコー〆。