JPS59159016A - 光学エンコ−ダ - Google Patents
光学エンコ−ダInfo
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- JPS59159016A JPS59159016A JP3326983A JP3326983A JPS59159016A JP S59159016 A JPS59159016 A JP S59159016A JP 3326983 A JP3326983 A JP 3326983A JP 3326983 A JP3326983 A JP 3326983A JP S59159016 A JPS59159016 A JP S59159016A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- slit
- receiving surfaces
- slits
- encoder
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
- G01D5/34715—Scale reading or illumination devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
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】
本発明は、光学エンコーダに関するものである。
従来より、エンコーダ本体に目盛としてトラック状に微
少スリットを形成し、検出用格子を介しで前記微少スリ
ットを透過する光ビームをホトダイオードへ照射させ、
エンコーダ本体の回転をホトダイオードの光学的変化と
して捕え、回転角全測定する所謂光電式ロータリエンコ
ーダが存在している。ところで、この光電式ロータリエ
ンコーダでは、高度の写真刻線技術を駆使して１回転４
３２００パルスから４ ａ ２０００ ハルスの分解能
のエンコーダも存在しているが、その回転角目盛の確度
が不明確であったりし、精度、信頼性の上で問題があっ
た。
少スリットを形成し、検出用格子を介しで前記微少スリ
ットを透過する光ビームをホトダイオードへ照射させ、
エンコーダ本体の回転をホトダイオードの光学的変化と
して捕え、回転角全測定する所謂光電式ロータリエンコ
ーダが存在している。ところで、この光電式ロータリエ
ンコーダでは、高度の写真刻線技術を駆使して１回転４
３２００パルスから４ ａ ２０００ ハルスの分解能
のエンコーダも存在しているが、その回転角目盛の確度
が不明確であったりし、精度、信頼性の上で問題があっ
た。
本発明は、上述の従来技術の問題点を解消すべく、高精
度、尚確度、高信頼性を有する光学エンコーダを提供す
ること全目的とする。
度、尚確度、高信頼性を有する光学エンコーダを提供す
ること全目的とする。
以ド、本発明の一実施例を図面に従い説明する。
エンコーダ本体ｌは、軸２を中心に回転可能であり、外
周部に前記軸２の中心Ｏを幾何学的中心とした第１トラ
ツク３と第２トラツク４が形成し２である。この第１、
第２トラツク３．４は、第２図に示すように、光不透過
部分５を主要部とするエンコーダ本体１に、同一分割数
の光学的な目盛となるように各光透過部分６を前記ｉｉ
＋１１１２の中心Ｏに対して張る角度が等しく、壕だ位
相を揃えて形成している。
周部に前記軸２の中心Ｏを幾何学的中心とした第１トラ
ツク３と第２トラツク４が形成し２である。この第１、
第２トラツク３．４は、第２図に示すように、光不透過
部分５を主要部とするエンコーダ本体１に、同一分割数
の光学的な目盛となるように各光透過部分６を前記ｉｉ
＋１１１２の中心Ｏに対して張る角度が等しく、壕だ位
相を揃えて形成している。
前記光透過部分６と光不透過部分５とからなる各トラン
ク３．４の形成は、電子計算機と電子ビーム描画装置を
使用して行う。一般に電子ビーム描画ができる領域はｌ
２０ｍｍＸ１１０ｍｍの領域のものであって、記録位
置精腿は０．１μｍである。依って、１本のトラック−
周の光透過部分６の数、つまり分割数を２１６００とす
ると、１つの光透過部分６が中心０に対して張る角度は
３０″になる。そして第１トラツク８の外径が１０７゜
２６ｍｍ、トランク幅０．５ｍｍであり、第２トラツク
４の外径が１０５．８６ｍｍ、トラック幅０．５ｍｍで
あると、光透過部分６の記録の空間波長は、第１トラン
ク３上で１５．６μｍ、第２トラツク４上で１５，４μ
ｍとなる。
ク３．４の形成は、電子計算機と電子ビーム描画装置を
使用して行う。一般に電子ビーム描画ができる領域はｌ
２０ｍｍＸ１１０ｍｍの領域のものであって、記録位
置精腿は０．１μｍである。依って、１本のトラック−
周の光透過部分６の数、つまり分割数を２１６００とす
ると、１つの光透過部分６が中心０に対して張る角度は
３０″になる。そして第１トラツク８の外径が１０７゜
２６ｍｍ、トランク幅０．５ｍｍであり、第２トラツク
４の外径が１０５．８６ｍｍ、トラック幅０．５ｍｍで
あると、光透過部分６の記録の空間波長は、第１トラン
ク３上で１５．６μｍ、第２トラツク４上で１５，４μ
ｍとなる。
上述のようなバクーンを有するエンコーダ原盤の製作工
程は、一般的な超ＬＳＩ用マスターマスクと全く同様で
あり、５″角クロムブランクス上にポジレジストを塗布
し、重子ビームにより指定個所（光透過部分）を露光し
、その部分を現像で溶かし、クロム地を露出させ、クロ
ムエツチング処理を施して、その露出部分のガラス基板
を露出し、透明化する。このようにして得られたエンコ
ーダ原盤の目盛となる光透過部分の仕上がり精度は、光
透過部分の位置誤差、形状誤差が０．１μｍ以下である
から、光透過部分の中心に対して張る角度誤差がｏ 、
Ｌ Ｈ以下になる。実際に使用きれるエンコーダ本
体は、このエンコーダ原盤からコピーしたものであるが
へそれでも略同等の精度は維持している。
程は、一般的な超ＬＳＩ用マスターマスクと全く同様で
あり、５″角クロムブランクス上にポジレジストを塗布
し、重子ビームにより指定個所（光透過部分）を露光し
、その部分を現像で溶かし、クロム地を露出させ、クロ
ムエツチング処理を施して、その露出部分のガラス基板
を露出し、透明化する。このようにして得られたエンコ
ーダ原盤の目盛となる光透過部分の仕上がり精度は、光
透過部分の位置誤差、形状誤差が０．１μｍ以下である
から、光透過部分の中心に対して張る角度誤差がｏ 、
Ｌ Ｈ以下になる。実際に使用きれるエンコーダ本
体は、このエンコーダ原盤からコピーしたものであるが
へそれでも略同等の精度は維持している。
次に、前６己第１トラツク３と第２トラツク４とに対向
設置ばされる検出用格子７の構成を説明する。
設置ばされる検出用格子７の構成を説明する。
第３図に検出用格子７の原理的構成を示す。この検出用
格子７は、具体的−例として同一ピッチの４７個の光透
過用のスリットＳからなる４個のスリット群８．９．１
Ｏ１１１′ｌｆ：形成しである０これらのスリット群８
．９．１０．１１は、前記第１トラツク３に対して２つ
のスリット群８．９を、また第２トラツク４に対して２
つのスリット群１０．１１を各々配列し、同一トランク
に配列されるスリット群は、互に空間位相で１８００の
差がある。さらに異なるトラックに配列されスリット群
の内、上下近接するスリット群８とｉｏとの間の空間位
相差は９００であり、スリット群９と１１との間の関係
も同様である。これらのスリット群８．９．１０，１１
のスリットＳの幾何学的中心は、第４図のように前記エ
ンコーダ本体１の＠３２の中心Ｏであり、谷スリット群
８．９．１０．１１のスリットＳが中ノｌＪＯに対して
張る角度は・エンコーダ本体１の光透過部分６と同じに
しである。従って、エンコーダ本体１の各トラック３．
４と、検出用格子７の各スリット群８．９．１Ｏ５１１
との幾何学的中心を一致をせて重ね合せると第４図に示
すようになり、スリット群８．９．１０．１１でそれぞ
ｒｌ、光透過する面積が異なっているので、透過ビーム
光量が変化する。
格子７は、具体的−例として同一ピッチの４７個の光透
過用のスリットＳからなる４個のスリット群８．９．１
Ｏ１１１′ｌｆ：形成しである０これらのスリット群８
．９．１０．１１は、前記第１トラツク３に対して２つ
のスリット群８．９を、また第２トラツク４に対して２
つのスリット群１０．１１を各々配列し、同一トランク
に配列されるスリット群は、互に空間位相で１８００の
差がある。さらに異なるトラックに配列されスリット群
の内、上下近接するスリット群８とｉｏとの間の空間位
相差は９００であり、スリット群９と１１との間の関係
も同様である。これらのスリット群８．９．１０，１１
のスリットＳの幾何学的中心は、第４図のように前記エ
ンコーダ本体１の＠３２の中心Ｏであり、谷スリット群
８．９．１０．１１のスリットＳが中ノｌＪＯに対して
張る角度は・エンコーダ本体１の光透過部分６と同じに
しである。従って、エンコーダ本体１の各トラック３．
４と、検出用格子７の各スリット群８．９．１Ｏ５１１
との幾何学的中心を一致をせて重ね合せると第４図に示
すようになり、スリット群８．９．１０．１１でそれぞ
ｒｌ、光透過する面積が異なっているので、透過ビーム
光量が変化する。
尚、上記検出用格子の説明にて、各スリット群８．９．
１０．１１のスリットＳの数才、４７個としだが、この
ように多数のスリットＳを使用する理由は、透Ａ元量を
大さくして検出信号のＳｌ□ｌ比を同上させるためと、
４７個のスリットＳの平均空間位相を検出することにな
るので、目盛となる光透過部分６に付いた傷あるいは塵
埃の＃響を小さくするためであるから、本発明としては
、前記スリット群に対応する丙所に最低各１本のスリッ
トＳを１′３己し、日干４１固のスリットがあれば良い
。
１０．１１のスリットＳの数才、４７個としだが、この
ように多数のスリットＳを使用する理由は、透Ａ元量を
大さくして検出信号のＳｌ□ｌ比を同上させるためと、
４７個のスリットＳの平均空間位相を検出することにな
るので、目盛となる光透過部分６に付いた傷あるいは塵
埃の＃響を小さくするためであるから、本発明としては
、前記スリット群に対応する丙所に最低各１本のスリッ
トＳを１′３己し、日干４１固のスリットがあれば良い
。
上述の検出用格子７のスリット群８．９．１０．１１も
電子ビーム描画で精度よくできる上、スリノトイ片すノ
し状も一例として２．４ｍｍＸ３．６＋ｎ１Ｔｈと小さ
いため、従来一般的な工Ｃチップの描画方法と同様に、
同じスリットパターンをノｌ真次繰返し露光すれば良い
ので多数のスリン）Ｓがα子ビームＶこて一枚のマスク
上に描画できる。
電子ビーム描画で精度よくできる上、スリノトイ片すノ
し状も一例として２．４ｍｍＸ３．６＋ｎ１Ｔｈと小さ
いため、従来一般的な工Ｃチップの描画方法と同様に、
同じスリットパターンをノｌ真次繰返し露光すれば良い
ので多数のスリン）Ｓがα子ビームＶこて一枚のマスク
上に描画できる。
次に、回転角の検出方法について説明する。。
第１図及び第５図に示すように、スリット群８．９．１
０．１１全面に、発光ダイオード、ガスレーザあるいｒ
よ半導体レーザ尋の央負旧に平行光を元する光源１２よ
り発せられる元ビーム１３を一様に照射しくただし、実
際的には光源として半導体レーザを使用するのが種々の
点で望ましい）、各スリット群の極く近傍に明暗スリッ
ト像を形成する。このスリット像形成面上を、エンコー
ダ本体１のトラック３．４が走るようにし２、前記スリ
ット群８．９．１Ｏ１１１と第１１第２トラツク３．４
とは物理的に接触烙せない０、そして前記トランク３．
４を透過した４本の光束は、それぞね４個のスリット＃
８．９．１０．１１に対向設置Ｉ、また４個の受光面Ｄ
＋ 、 Ｄ２、Ｄｓ、Ｄ４ を刊する４分割ホトダイ
オード１４で光電変換させ、各トラ・ツクに対応する受
光面Ｄ＋ とＤ２、受光面Ｄ３ とＤ４との差動増
巾で（ｅ＋ 及び０２ を得る。従って、破測定物
の回転とエンコーダ本体ｌの回転を同期させておけば、
前記出力ｅｌ、０２ Ｋでトラック３．４の動きを検知
できるので公知のごとく回転角が・演出さｆ″Ｌろ。前
記４個の受光面を有するホトダイオードは一つのパッケ
ージに収納する４分割型ホトダイオード１４が好ましい
。
０．１１全面に、発光ダイオード、ガスレーザあるいｒ
よ半導体レーザ尋の央負旧に平行光を元する光源１２よ
り発せられる元ビーム１３を一様に照射しくただし、実
際的には光源として半導体レーザを使用するのが種々の
点で望ましい）、各スリット群の極く近傍に明暗スリッ
ト像を形成する。このスリット像形成面上を、エンコー
ダ本体１のトラック３．４が走るようにし２、前記スリ
ット群８．９．１Ｏ１１１と第１１第２トラツク３．４
とは物理的に接触烙せない０、そして前記トランク３．
４を透過した４本の光束は、それぞね４個のスリット＃
８．９．１０．１１に対向設置Ｉ、また４個の受光面Ｄ
＋ 、 Ｄ２、Ｄｓ、Ｄ４ を刊する４分割ホトダイ
オード１４で光電変換させ、各トラ・ツクに対応する受
光面Ｄ＋ とＤ２、受光面Ｄ３ とＤ４との差動増
巾で（ｅ＋ 及び０２ を得る。従って、破測定物
の回転とエンコーダ本体ｌの回転を同期させておけば、
前記出力ｅｌ、０２ Ｋでトラック３．４の動きを検知
できるので公知のごとく回転角が・演出さｆ″Ｌろ。前
記４個の受光面を有するホトダイオードは一つのパッケ
ージに収納する４分割型ホトダイオード１４が好ましい
。
前ｄ己スリット群とトラックの間隙２がある範囲でない
と、例えば本実施例においては、約１００μｍ以−ドの
間隙でないとスリシトＳに対応する像が明瞭に形成膓れ
ない。従って、トラックとスリット群を上記間隙範囲内
まで接近させてエンコーダ本体１を走らせることにより
、トラック３．４を透過した光束は、エンコーダ本体ｌ
の動きに対応して変動することになる０ 向、スリットＳにより回折が生じるが、この回折光は平
面波であって、スリットＳによる伽幅変調は受けない。
と、例えば本実施例においては、約１００μｍ以−ドの
間隙でないとスリシトＳに対応する像が明瞭に形成膓れ
ない。従って、トラックとスリット群を上記間隙範囲内
まで接近させてエンコーダ本体１を走らせることにより
、トラック３．４を透過した光束は、エンコーダ本体ｌ
の動きに対応して変動することになる０ 向、スリットＳにより回折が生じるが、この回折光は平
面波であって、スリットＳによる伽幅変調は受けない。
才だ、エンコーダ本体１の目盛部分６を透過し、たレー
ザの光束は、第５図の破ｍＡにて示すようＶＣ回折する
ため±１次回折元までを、そね、それ対応する４分割型
ホトダイオード１４の受光面で父光させれば、他の受光
面へのクロスト−りを少なくすると共に検出信号のＢＮ
比を向上できる。
ザの光束は、第５図の破ｍＡにて示すようＶＣ回折する
ため±１次回折元までを、そね、それ対応する４分割型
ホトダイオード１４の受光面で父光させれば、他の受光
面へのクロスト−りを少なくすると共に検出信号のＢＮ
比を向上できる。
捷た、前記エンコーダ本体ｌの反り、または軸受部のガ
タ付き等により、前記検出用格子７との間隙Ｚが変動す
るため、その変動に対応できるように予め両者を離して
おく必要がある０従って、第７図に示すスリット群とス
リット像の光強度分布との関係のように、検出光出力に
はかなりの定常成分が重畳し、４分割型ホトダイオード
１４の各受光面からの検出信号に直流成分が重畳してく
る。この直流成分′を消去するために、本実施例では同
一トランクに配列されるスリット群、例えばスリット群
８と９、及びスリット群１０と１１とに空間位相差を１
８−００とり、スリット群８と９とにそれぞれ対向する
４分割型ホトダイオード１４の受光面り、とＤ２ 、
及びスリット群１０と１１とにそれぞれ対向する受光面
Ｄ３ とＤ４ との差動増巾をしている。特に、一
般的にホトダイオードは温度特性によるドリフトが多い
が、４分割型ホトダイオード１４のように同一パッケー
ジ内に受光面Ｄ＋ 、Ｄａ 、Ｄｓ 、Ｄ４
’に収納しであると、コンパクトに構成できると共に、
同一条件下に受光面が存在するため温度特性によるドリ
フト及びホトダイオードの暗電流等を互に打ち消すこと
ができる。
タ付き等により、前記検出用格子７との間隙Ｚが変動す
るため、その変動に対応できるように予め両者を離して
おく必要がある０従って、第７図に示すスリット群とス
リット像の光強度分布との関係のように、検出光出力に
はかなりの定常成分が重畳し、４分割型ホトダイオード
１４の各受光面からの検出信号に直流成分が重畳してく
る。この直流成分′を消去するために、本実施例では同
一トランクに配列されるスリット群、例えばスリット群
８と９、及びスリット群１０と１１とに空間位相差を１
８−００とり、スリット群８と９とにそれぞれ対向する
４分割型ホトダイオード１４の受光面り、とＤ２ 、
及びスリット群１０と１１とにそれぞれ対向する受光面
Ｄ３ とＤ４ との差動増巾をしている。特に、一
般的にホトダイオードは温度特性によるドリフトが多い
が、４分割型ホトダイオード１４のように同一パッケー
ジ内に受光面Ｄ＋ 、Ｄａ 、Ｄｓ 、Ｄ４
’に収納しであると、コンパクトに構成できると共に、
同一条件下に受光面が存在するため温度特性によるドリ
フト及びホトダイオードの暗電流等を互に打ち消すこと
ができる。
ここで、上述した実施例では、４個の受光面を１つのパ
ッケージに収納″Ｊ７る４分割ホトダイオードを使用し
て説明し７たが、前述の差動出力を取る受光［Ｒ１２個
を１組としたパンケージとすることも考えられ、この場
合、パッケージ２個にて４個の受光面が得られろことに
なる。
ッケージに収納″Ｊ７る４分割ホトダイオードを使用し
て説明し７たが、前述の差動出力を取る受光［Ｒ１２個
を１組としたパンケージとすることも考えられ、この場
合、パッケージ２個にて４個の受光面が得られろことに
なる。
丑た、スリット群８とｌｏ、及びスリット群９と１１は
空１昌１的に正確に９００の位相差をもたせであるので
、例えば、前＾己検出用格子７の中心を通り、かつ光ビ
ーム１３の光軸と平行な軸を回転軸として、検出用格子
７全体全微少回転して調整すること（でより、検出信号
ｅ、と０２ の位相差を正確に９００に調整できる。
空１昌１的に正確に９００の位相差をもたせであるので
、例えば、前＾己検出用格子７の中心を通り、かつ光ビ
ーム１３の光軸と平行な軸を回転軸として、検出用格子
７全体全微少回転して調整すること（でより、検出信号
ｅ、と０２ の位相差を正確に９００に調整できる。
従って第８図に示すようシこ検出１昌号１：’＋ ｙ
ｅ２ に振ｉ陥変動があっても、ゼロクロス時刻、
例えば検出信号ｅ１ に関しては波形Ｐ、 で示す
ようにｔ Ｉｏ 、’Ｌ ＋１．Ｔ： ＋ｚ ’−−−
−−−−−−がコンパレータ寺で正確に検出できる。、
険出信号ｅ２シ（付いても同様である。従って、分割敢
２１６００、すなわち１分割当り角度１′の場合でも、
その４分の１− Ｔ ｉわち１５″を最小升別率位にで
きることになる。
ｅ２ に振ｉ陥変動があっても、ゼロクロス時刻、
例えば検出信号ｅ１ に関しては波形Ｐ、 で示す
ようにｔ Ｉｏ 、’Ｌ ＋１．Ｔ： ＋ｚ ’−−−
−−−−−−がコンパレータ寺で正確に検出できる。、
険出信号ｅ２シ（付いても同様である。従って、分割敢
２１６００、すなわち１分割当り角度１′の場合でも、
その４分の１− Ｔ ｉわち１５″を最小升別率位にで
きることになる。
さらに、検出信号θ１ 、ｅ２ の振幅は、エンコーダ
本体ｌの反り等で変動するが、この変動の予想ができる
ためデジタルメモリ等で回転角度毎の検出信号をメモリ
（〜でおき、常に一定振幅の検出信号ｅ、及びｅ２
になるように補正でき、ベクトルスコープ式に電子的に
１０倍から２０倍程度、さらに分割数を上げることがで
きる。
本体ｌの反り等で変動するが、この変動の予想ができる
ためデジタルメモリ等で回転角度毎の検出信号をメモリ
（〜でおき、常に一定振幅の検出信号ｅ、及びｅ２
になるように補正でき、ベクトルスコープ式に電子的に
１０倍から２０倍程度、さらに分割数を上げることがで
きる。
また、エンコーダ本体ｌの目盛部分６の稍度がｏ、ｉ″
に仕上っていても、そのパターンの幾伺字的中心と、エ
ンコーダ本体ｌの回転中心にずれ、すなわち偏心がある
と測定角の確度が低下する。
に仕上っていても、そのパターンの幾伺字的中心と、エ
ンコーダ本体ｌの回転中心にずれ、すなわち偏心がある
と測定角の確度が低下する。
この偏心調整にはエンコーダ本体１を回転させ、トラン
クの外縁または内縁のゆらぎ、すなわち偏心を顕微鏡で
観測Ｉ〜、エンコータ゛本体１全周でｌｌｍＰＰ以内に
偏心を調整できれば、測定角の確度は、エンコーダ本体
ｌの直径１００ｍｍの場合、±２″程度に抑制できる〇 上述の実施例において、第３図に示すように、同一トラ
ックに配列されるスリット群は、互に空間位相で１８０
０の差を持ち、また異なるトラックに配列されたスリッ
ト群の内、上下近接するスリット群間の空間位相差が９
００あるようにし、同一トランク上に配列されたスリッ
ト群に対向する４分割型ホトダイオード１４の受光ｍＤ
＋ とＤ２、及び受光面Ｄ３ とＤ４ との差動出
力を得、しかもこの差動出力から回転角を測定している
が、上記配＋１．構成に限定きれるものでＶよなく、例
えば、同一トラック上に配置されるスリット群の空間位
相は一ト述の実施例と同一にし、エンコーダ本体ｌのト
ラックを形成する目盛となる光透過部分６を、第１トラ
ツク３と第２トラツク４において互に空間位相ｖＣ９０
０差があるようにし、検出用格子７の上ド近接するスリ
ット群８とＩＯ，及びスリット群９と１１との空間位相
差金００にしても同一作用効果が得られる。
クの外縁または内縁のゆらぎ、すなわち偏心を顕微鏡で
観測Ｉ〜、エンコータ゛本体１全周でｌｌｍＰＰ以内に
偏心を調整できれば、測定角の確度は、エンコーダ本体
ｌの直径１００ｍｍの場合、±２″程度に抑制できる〇 上述の実施例において、第３図に示すように、同一トラ
ックに配列されるスリット群は、互に空間位相で１８０
０の差を持ち、また異なるトラックに配列されたスリッ
ト群の内、上下近接するスリット群間の空間位相差が９
００あるようにし、同一トランク上に配列されたスリッ
ト群に対向する４分割型ホトダイオード１４の受光ｍＤ
＋ とＤ２、及び受光面Ｄ３ とＤ４ との差動出
力を得、しかもこの差動出力から回転角を測定している
が、上記配＋１．構成に限定きれるものでＶよなく、例
えば、同一トラック上に配置されるスリット群の空間位
相は一ト述の実施例と同一にし、エンコーダ本体ｌのト
ラックを形成する目盛となる光透過部分６を、第１トラ
ツク３と第２トラツク４において互に空間位相ｖＣ９０
０差があるようにし、検出用格子７の上ド近接するスリ
ット群８とＩＯ，及びスリット群９と１１との空間位相
差金００にしても同一作用効果が得られる。
なお、上述の実施例では、トラックを２本として説明し
たが、トランクを１本にし、そのトラックに対し、検出
用格子７のスリットと４分割型ホトダイオード１４の受
光面とを並列に配すようにすることも考えられる。
たが、トランクを１本にし、そのトラックに対し、検出
用格子７のスリットと４分割型ホトダイオード１４の受
光面とを並列に配すようにすることも考えられる。
このように、本発明の実施例として種々のトラック３．
４、検出用格子７、ホトダイオード１４の配置構成が考
えられるが、要するに、４分割型ホトダイオード１４０
４個の受光面Ｄ１、Ｄ２ 、ＤＢ 、Ｄ４ の内
、差動出力を取る１対の受光面からの谷出力波の位相を
１８００ずらせ、さらに検出信号ｅｌ 、 ２ 、すな
わち、差動出力波の位相を互に９００ずらすように、＄
）ラック３１．１＃亙△輩坦 ４と４個のスリット群８．９．１０．１１とが配置構成
されていｆ’Ｌば良い。
４、検出用格子７、ホトダイオード１４の配置構成が考
えられるが、要するに、４分割型ホトダイオード１４０
４個の受光面Ｄ１、Ｄ２ 、ＤＢ 、Ｄ４ の内
、差動出力を取る１対の受光面からの谷出力波の位相を
１８００ずらせ、さらに検出信号ｅｌ 、 ２ 、すな
わち、差動出力波の位相を互に９００ずらすように、＄
）ラック３１．１＃亙△輩坦 ４と４個のスリット群８．９．１０．１１とが配置構成
されていｆ’Ｌば良い。
上述のように本発明は構成してなるため、特にエンコー
ダ本体に形成した券本寺トラックと、検出用格子に形成
した４個のスリット←と、４個の受光面を→砿傘１１遥
−−輌・ホトダイオード金使′用して、高祠度、高＃′
度、高信頼性を有する光学エンコーダを提供することが
できる。
ダ本体に形成した券本寺トラックと、検出用格子に形成
した４個のスリット←と、４個の受光面を→砿傘１１遥
−−輌・ホトダイオード金使′用して、高祠度、高＃′
度、高信頼性を有する光学エンコーダを提供することが
できる。
第１図は本発明の一実施例の概略説明図、゛第２図は同
実施例のエンコーダ本体の要部拡大図、第３図は同実施
例の検出用格子の要部拡大図、第４図はエンコーダ本体
と検出用格子との関係を示す説明図、第５図は同実施例
の作用の説明図、第６図は４分割型ホトダイオードの上
面図、第７図はスリット群とスリット像の光強度分布と
の関係を示す説明ｔｇ＋ 、第８図は検出信号波形を示
す説明図である。 １・・エンコータ゛本体、３・・第１トラツク、４・・
第２トラツク、６・・目盛、７・・検出川石１ （゛
、 ８ 、 ９ 、 １０，１１ ・ ・ ス
リ ） ト 群 、 ｌ ２・・半導体レーザ
、１４・−４分割ホトダイオード、Ｊ）１ 、Ｄ２
、Ｄ３ 、Ｄ４ ” ”受光面、ｅｌ 、ｅ２
・・左動出力、Ｓ・・スリット。 特許用７９ｆ４人 萬世工業株式会社（他１名） 第１図 第２図 第３図 第５図
実施例のエンコーダ本体の要部拡大図、第３図は同実施
例の検出用格子の要部拡大図、第４図はエンコーダ本体
と検出用格子との関係を示す説明図、第５図は同実施例
の作用の説明図、第６図は４分割型ホトダイオードの上
面図、第７図はスリット群とスリット像の光強度分布と
の関係を示す説明ｔｇ＋ 、第８図は検出信号波形を示
す説明図である。 １・・エンコータ゛本体、３・・第１トラツク、４・・
第２トラツク、６・・目盛、７・・検出川石１ （゛
、 ８ 、 ９ 、 １０，１１ ・ ・ ス
リ ） ト 群 、 ｌ ２・・半導体レーザ
、１４・−４分割ホトダイオード、Ｊ）１ 、Ｄ２
、Ｄ３ 、Ｄ４ ” ”受光面、ｅｌ 、ｅ２
・・左動出力、Ｓ・・スリット。 特許用７９ｆ４人 萬世工業株式会社（他１名） 第１図 第２図 第３図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 同一分割数の目盛を設けた少なくとも１本のトラ
ンクを形成したエンコーダ本体と、スリット４個を有し
、かつ前記トラックに対して配設する検出用格子と、こ
の検出用格子に実質的平行光を与える光源と、前記４個
のスリットに対向した４個の受光面にて、前記トランク
及びスリットを透過する４本の光束を各々独立して受光
し、かつ前ηピ４個の受光面の内、少なくとも２個を１
組とするホトダイオードとからなり、このホトダイオー
ドの受光面の内、組となる受光面からそれぞれ差動出力
を取り、この組となる受光面からの各出力波の位相を１
８ｏＯずらせ、さらに２組の受光面からの各差動出力波
の位相を互に９００ずらせるようＫ ｉ７） ｉ己目盛
とスリットを設けたこと全特徴とする光学エンコーダ。 ２ 前記トラックを複数本にした特許請求の範囲第１項
記載の光学エンコーダ。 ３、 前記各スリットを、それぞれピッチが等しい複数
のスリットから構成したスリット群とした特許請求の範
囲第１項記載の光学エンコーダ。 ４、 前記光源を半導体レーザーとした特許請求の範囲
第１項記載の光学エンコーダ。 ５、 前記ホトダイオードを４個の受光面が１パツケー
ジとなる４分割型ホトダイオードとした特許請求の範囲
第１項記載の光学エンコーダ０ ６、 前記エンコーダ本体の目盛と、検出用格子のスリ
ットを電子ビーム描画装置にて形成した特許請求の範囲
第１項記載の光学エンコーダ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326983A JPS59159016A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 光学エンコ−ダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3326983A JPS59159016A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 光学エンコ−ダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159016A true JPS59159016A (ja) | 1984-09-08 |
Family
ID=12381801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3326983A Pending JPS59159016A (ja) | 1983-03-01 | 1983-03-01 | 光学エンコ−ダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159016A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987005693A1 (fr) * | 1986-03-14 | 1987-09-24 | Mitutoyo Mfg. Co., Ltd. | Detecteur photoelectrique de deplacement |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232380A (en) * | 1975-09-05 | 1977-03-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Photoelectric type revolution speed detector |
| JPS5263747A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Fujitsu Ltd | Light detector for optical encoder |
| JPS557648A (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-19 | Canon Inc | Photo encoder |
| JPS57111509A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Fine space positioning device of information retrieval device |
-
1983
- 1983-03-01 JP JP3326983A patent/JPS59159016A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5232380A (en) * | 1975-09-05 | 1977-03-11 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | Photoelectric type revolution speed detector |
| JPS5263747A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Fujitsu Ltd | Light detector for optical encoder |
| JPS557648A (en) * | 1978-07-04 | 1980-01-19 | Canon Inc | Photo encoder |
| JPS57111509A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Fine space positioning device of information retrieval device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987005693A1 (fr) * | 1986-03-14 | 1987-09-24 | Mitutoyo Mfg. Co., Ltd. | Detecteur photoelectrique de deplacement |
| US4840488A (en) * | 1986-03-14 | 1989-06-20 | Mitutoyo Mfg. Co., Ltd. | Photoelectric type displacement detecting instrument |
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