JP2002131088A - 位置を検出するためのエンコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量化が可能であり、且つ、スケールの
相対移動の方向によらず、スケール又はスライダの位置
の特定ができるエンコーダを提供する。 【解決手段】 スケールホルダはＡＢＳコードトラック
１７１及びマーカトラック１７２が形成されたスケール
１７０を備え、スライダ１８０は、ＡＢＳコードトラッ
ク１７１から位置情報を取得するＡＢＳコード検出ヘッ
ド１８１，１８２、位置情報を格納する双方向シフトレ
ジスタ１８４、スケール１７０の移動方向を検出するマ
ーカ検出ヘッド１８３を備える。ＡＢＳコード検出ヘッ
ド１８１，１８２が取得した位置情報は、マーカ検出ヘ
ッド１８３が検出したスケール１７０の移動方向に基づ
いて選択的に双方向シフトレジスタ１８４に格納され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種装置の可動ユ
ニットの位置を検出するためのエンコーダに関し、特に
直線上の絶対位置を検出するためのアブソリュート形リ
ニアエンコーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、直線上の絶対位置を検出する
絶対位置検出器の１つにアブソリュート形リニアエンコ
ーダ（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｌｉｎｅａｒ ｅｎｃｏｄｅ
ｒ）がある。このアブソリュート形リニアエンコーダ
（以下、ＡＢＳリニアエンコーダ）は、位置情報を高精
度に且つ高速に取得する必要がある装置に組み込まれて
いる。そのような装置の例として、マシニングセンタ、
旋盤、フライス盤、ボール盤などのＮＣ工作機械があ
る。また、他にも三次元測定機などにＡＢＳリニアエン
コーダが組み込まれている。

【０００３】図６は、従来のＡＢＳリニアエンコーダの
概略を示す概略平面図である。

【０００４】ＡＢＳリニアエンコーダ１は、スケールを
内部に有するスケールホルダ１０、及びスケールを透過
する光を検出する検出ヘッドやその検出ヘッドから出力
された信号を処理する手段などが内蔵されたスライダ２
０などから構成されている。スケールホルダ１０は、ス
ケールを片側から照射する光源（図示せず）を内蔵して
いる。

【０００５】スライダ２０は摺動機構（図示せず）によ
り、スケールホルダ１０に対して矢印Ａ方向及びこれと
は反対の方向（矢印Ｂ方向）に移動できる。また、スラ
イダ２０には信号処理手段によって処理された信号を情
報処理装置など（図示せず）に伝送するためのケーブル
３０が取り付けられている。

【０００６】図７は、図６のＡＢＳリニアエンコーダ１
の主要部の概略構成を示すブロック図である。

【０００７】図７において、スケール４０はガラス板で
あり、一方の面には金属蒸着膜（黒く示した部分）によ
ってスケールパターンが形成されている。スケールパタ
ーンは、スケール４０の長手方向に並列に形成されたア
ブソリュートコードトラック（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｃｏ
ｄｅ ｔｒａｃｋ）４１，４２，４３，４４とマーカト
ラック（ｍａｒｋｅｒ ｔｒａｃｋ）４５とからなる。

【０００８】アブソリュートコードトラック（以下、Ａ
ＢＳコードトラック）４１，４２，４３，４４は、位置
情報を提供するＡＢＳコード（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｃｏ
ｄｅ）がスケール４０の長手方向に連続するトラックで
ある。ＡＢＳコードは金属蒸着部分４１ａ，４２ａ，４
３ａ，４４ａと非蒸着部分４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４
４ｂとから形成されている。

【０００９】図示したＡＢＳコードの語長（ビット数）
は４ビットである。このため、４本のＡＢＳコードトラ
ック４１，４２，４３，４４がＡＢＳコードトラック列
を形成している。４本のＡＢＳコードトラック４１，４
２，４３，４４のうちスケール４０の長手方向に直交す
る方向（図７の紙面上縦方向）に並んだ１ビットずつの
ＡＢＳコードが形成するパターンによって、１つの位置
情報が記録されている。従って、ＡＢＳコードは並列コ
ードである。

【００１０】マーカトラック４５は、金属蒸着部分４５
ａと非蒸着部分４５ｂとが交互に連続するトラックであ
る。このマーカトラック４５は、スケール４０（若しく
はスライダ２０）が移動するときの方向などを検出する
ためのものである。

【００１１】一方、スライダ２０は、光源から発射され
てＡＢＳコードトラック４１，４２，４３，４４の非蒸
着部分４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂを透過した光を
検出する４つのＡＢＳコード検出ヘッド２１，２２，２
３，２４、及び光源から発射されてマーカトラック４５
の非蒸着部分４５ｂを透過した光を検出するマーカ検出
ヘッド２５を備えている。さらに、これら検出ヘッドか
らの信号を処理する各種の回路を内蔵している。

【００１２】ＡＢＳコード検出ヘッド２１はＡＢＳコー
ドトラック４１に面する位置に配置されており、非蒸着
部分４１ｂを透過した光を検出する。ＡＢＳコード検出
ヘッド２２はＡＢＳコードトラック４２に面する位置に
配置されており、非蒸着部分４２ｂを透過した光を検出
する。同様に、ＡＢＳコード検出ヘッド２３，２４は夫
々ＡＢＳコードトラック４３，４４に面する位置に配置
されており、非蒸着部分４３ｂ，４４ｂを透過した光を
検出する。ＡＢＳコード検出ヘッド２１，２２，２３，
２４が取得した位置情報は並列アブソリュートコード信
号としてアブソリュート信号発生手段２６に出力され
る。

【００１３】一方、マーカ検出ヘッド２５はマーカトラ
ック４５に面する位置に配置されており、非蒸着部分４
５ｂを透過した光を検出する。マーカ検出ヘッド２５は
透過光を検出すると、増減マーカ信号をインクリメンタ
ル信号発生手段２７及び検出同期信号発生手段２８に出
力する。

【００１４】増減マーカ信号を受信したインクリメンタ
ル信号発生手段２７は増減マーカ信号に応じたインクリ
メンタル信号を出力する。一方、検出同期信号発生手段
２８は検出同期信号をアブソリュート信号発生手段２６
に出力する。並列アブソリュートコード信号と検出同期
信号を受信したアブソリュート信号発生手段２６はアブ
ソリュート信号を出力する。

【００１５】これらアブソリュート信号とインクリメン
タル信号とはケーブル３０を介して情報処理装置（図示
せず）に伝送される。情報処理装置は受信した信号か
ら、スケール４０（若しくはスライダ２０）の位置を算
出する。

【００１６】図８と図９とを参照して、ＡＢＳリニアエ
ンコーダの他の例を説明する。

【００１７】図８は、図７のＡＢＳリニアエンコーダ１
とは異なるＡＢＳリニアエンコーダの主要部の概略構成
を示すブロック図である。

【００１８】図８のＡＢＳリニアエンコーダでは、直列
（シリアル）コードのトラックであるＡＢＳコードトラ
ック５１が１本だけスケール５０に形成されている点、
スライダ６０はＡＢＳコード検出ヘッド６１を１つだけ
備えている点などで図７のＡＢＳリニアエンコーダ１と
は異なる。また、このＡＢＳリニアエンコーダは検出同
期信号発生手段２８を備えていない点、ＡＢＳリニアエ
ンコーダ１には備えられていないシフトレジスタ６３及
びシフトレジスタ制御信号発生手段６５を備えている点
なども図７のＡＢＳリニアエンコーダ１とは異なる。

【００１９】ＡＢＳコードトラック５１はスケール５０
の長手方向に直列に並べた４ビットの直列コードによっ
て位置情報を提供している。ＡＢＳコードは金属蒸着部
分５１ａと非蒸着部分５１ｂとから形成されている。マ
ーカトラック５２は、金属蒸着部分５２ａと非蒸着部分
５２ｂとが交互に連続するトラックである。

【００２０】ＡＢＳコード検出ヘッド６１がＡＢＳコー
ドトラック５１から取得した位置情報はシリアルアブソ
リュートコード信号としてシフトレジスタ６３に出力さ
れる。このシフトレジスタ６３は、後述する増減マーカ
信号を受信したシフトレジスタ制御信号発生手段６５が
出力するシフトレジスタ制御信号を受信し、シリアルア
ブソリュートコード信号を直列コードに並べてアブソリ
ュート信号発生手段６６にデータを出力する。シフトレ
ジスタ６３に示した直列コードは「１０１０」である。
データを受信したアブソリュート信号発生手段６６はＲ
ＯＭテーブル等を用いてアブソリュート位置情報を生成
し、アブソリュート信号に変換して出力する。

【００２１】一方、マーカ検出ヘッド６２はマーカトラ
ック５２の非蒸着部分５２ｂを透過した光を検出する
と、インクリメンタル信号発生手段６４及びシフトレジ
スタ制御信号発生手段６５に増減マーカ信号を出力す
る。増減マーカ信号を受信したインクリメンタル信号発
生手段６４はインクリメンタル信号を出力する。

【００２２】これらインクリメンタル信号とアブソリュ
ート信号とは情報処理装置（図示せず）に伝送される。
情報処理装置は受信した信号から、スケール５０（若し
くはスライダ６０）の位置を算出する。

【００２３】図９は、図８におけるスケール５０がスラ
イダ６０に対して相対的に矢印Ａ方向に移動した場合を
示すブロック図である。

【００２４】スケール５０は、図８におけるスケール５
０の位置よりも相対的に矢印Ａ方向に最小単位の移動を
している。ここで、「最小単位」とは、マーカトラック
５２における隣接する蒸着部分５２ａと非蒸着部分５２
ｂとの１組分の長さである。この移動に伴ってＡＢＳコ
ード検出ヘッド６１が透過光を検出して出力したシリア
ルアブソリュートコード信号は、シフトレジスタ６３の
最後尾（図９の紙面上左端）に格納される。すでに格納
されていたデータは先頭（紙面上右側）に向かって一桁
シフトする。この結果、シフトレジスタ６３に示された
データは「１１０１」となる。移動に伴う新たなインク
リメンタル信号とアブソリュート信号とが情報処理装置
に出力されて、移動後のスケール５０の位置が算出され
る。

【００２５】このようなＡＢＳリニアエンコーダは、Ｎ
Ｃ工作機械など他の装置に装備される場合が多いので、
小型軽量であることが望ましい。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡＢＳ
コードに並列コードを用いたＡＢＳリニアエンコーダ
（図７参照）ではＡＢＳコードの語長（トラック数）と
同数の検出ヘッドが必要になる。このため、この形態の
ＡＢＳリニアエンコーダは小型軽量化しにくく、コスト
もかかるという問題がある。

【００２７】一方、図８と図９とに示したＡＢＳリニア
エンコーダでは、ＡＢＳコードのトラックは１本なので
検出ヘッドの数は１つでよい。従って、この形態のＡＢ
Ｓリニアエンコーダによれば、小型軽量化と低コスト化
が両立する。しかし、この形態のＡＢＳリニアエンコー
ダには次のような問題が生じる。

【００２８】図１０は、図９のスライダ６０に対してス
ケール５０が相対的に矢印Ｂ方向（矢印Ａ方向とは反対
の方向）に移動した場合を示すブロック図である。

【００２９】図１０において、スケール５０は図９に示
した位置から図８に示した位置に戻っている。この移動
に伴ってＡＢＳコード検出ヘッド６１から出力されたシ
リアルアブソリュート信号は、シフトレジスタ６３の最
後尾に格納される。この結果、並列データは「１１１
０」になる。ところが、図８においては、同じ位置の並
列データが「１０１０」である。これは、スケール５０
の相対移動の仕方によっては、同じ位置でも並列データ
が異なることを意味する。この結果、この形態のＡＢＳ
リニアエンコーダは、スケール５０の移動方向が一方向
である場合でなければ利用できないという大きな問題点
がある。

【００３０】本発明の目的は、小型軽量化が可能であ
り、且つ、スケールの相対移動の方向によらず、スケー
ル又はスライダの位置を検出できるエンコーダを提供す
ることにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の位置を検出するためのエンコーダは、所
定の語長の位置情報を直線方向に連続して記録した位置
情報パターンと前記直線方向に等間隔に連続する等間隔
パターンとが形成されたスケール及び、前記位置情報パ
ターンから位置情報を検出するための位置情報検出手段
と前記直線方向に相対移動する前記スケールの向きを前
記等間隔パターンから検出するための移動検出手段を有
するスライダを備えた位置を検出するためのエンコーダ
において、前記位置情報検出手段は前記直線方向に離間
した２つの位置に配置されたものであり、前記位置情報
検出手段が検出した前記位置情報を記憶するレジスタ
と、前記２つの位置に配置された位置情報検出手段のう
ちいずれか一方が検出した前記位置情報を前記スケール
の相対移動の向きに基づいて選択的に前記レジスタに記
憶させるレジスタ制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００３２】請求項２記載の位置を検出するためのエン
コーダは、請求項１記載のエンコーダにおいて、前記２
つの位置の間隔は前記所定の語長の長さに等しいことを
特徴とする。

【００３３】請求項３記載の位置を検出するためのエン
コーダは、請求項１又は２記載のエンコーダにおいて、
前記レジスタは、記憶した位置情報をスケールの相対移
動の向きに基づいて正逆いずれかの方向にシフトして新
たな情報を記憶する可逆シフトレジスタであることを特
徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
位置を検出するためのエンコーダを図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００３５】図１は、本発明の実施の形態における直線
上の位置を検出するためのエンコーダの主要部の概略構
成を示すブロック図である。

【００３６】本発明の実施の形態における位置を検出す
るためのエンコーダは、アブソリュート形リニアエンコ
ーダ（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｌｉｎｅａｒ ｅｎｃｏｄｅ
ｒ）１００であり、ＮＣ工作機械や三次元測定機などに
組み込まれるものである。

【００３７】図１において、アブソリュート形リニアエ
ンコーダ（以下、ＡＢＳリニアエンコーダ）１００は、
スケール１７０を内部に有するスケールホルダ（図示せ
ず）、及びスケール１７０を透過する光を検出する検出
ヘッド（１８１，１８２，１８３）やその検出ヘッドか
ら出力された信号を処理するための手段（１８４，１８
５，１８６，１８７）などが内蔵されたスライダ１８０
などから構成されている。以下、三次元測定機などを構
成するユニットのうち不動の不動ユニット（図示せず）
にスライダ１８０が固定され、移動可能な可動ユニット
（図示せず）にスケールホルダが固定されている場合に
ついて説明する。

【００３８】スケールホルダは、スケール１７０を境に
してスライダ１８０の配置された側とは反対側に光源
（図示せず）を内蔵している。この光源は例えば発光ダ
イオードであり、スケール１７０に光を照射するもので
ある。

【００３９】スケール１７０はガラス板であり、一方の
面には金属蒸着膜（黒く示した部分）などによってスケ
ールパターンが形成されている。スケールパターンは、
位置情報を記録したアブソリュートコードトラック（ａ
ｂｓｏｌｕｔｅ ｃｏｄｅｔｒａｃｋ）１７１（位置情
報パターン）と、スケール１７０の移動の向きを検出す
るためのマーカトラック１７２（等間隔パターン）とで
ある。

【００４０】アブソリュートコードトラック（以下、Ａ
ＢＳコードトラック）１７１は、位置情報を提供するＡ
ＢＳコード（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｃｏｄｅ）がスケール
１７０の長手方向に連続する１本のトラックである。Ａ
ＢＳコードは４ビットの語長の直列コードである。この
ＡＢＳコードは光源からの光を遮る遮光部分（金属蒸着
部分）１７１ａと光を透過させる光透過部分（非蒸着部
分）１７１ｂとから形成されている。

【００４１】マーカトラック（ｍａｒｋｅｒ ｔｒａｃ
ｋ）１７２は、遮光部分１７２ａ及びこの遮光部分（金
属蒸着部分）１７２ａと同一サイズの光透過部分（非蒸
着部分）１７２ｂがスケール１７０の長手方向に交互に
短冊状に連続して形成されたものである。隣り合う１つ
の遮光部分１７２ａと１つの光透過部分１７２ｂとを１
組としたものの幅はＡＢＳコードトラック１７１におけ
る１ビット分の長さと同じである。このマーカトラック
１７２は、スケール１７０が移動するときの方向などを
検出するためのものである。後述するようにＡＢＳコー
ド検出ヘッド１８１，１８２がＡＢＳコードから位置情
報を取得するときに、マーカ検出ヘッド１８３はマーカ
トラック１７２からスケール１７０の移動方向の情報を
取得する。

【００４２】一方、スライダ１８０は摺動機構（図示せ
ず）を備えている。このためスライダ１８０に組み合わ
されたスケール１７０は矢印Ｃ方向及びこれとは反対の
矢印Ｄ方向（図５参照）に移動する可動ユニットと共に
移動できる。スライダ１８０は、光源から発射されてＡ
ＢＳコードトラック１７１の光透過部分１７１ｂを透過
した光を検出する２つのＡＢＳコード検出ヘッド１８
１，１８２（位置情報検出手段）と、光源から発射され
てマーカトラック１７２の光透過部分１７２ｂを透過し
た光を検出するマーカ検出ヘッド１８３（移動検出手
段）とを備えている。さらに、これら検出ヘッドからの
信号を処理する各種の回路などがスライダ１８０に内蔵
されている。各ＡＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２
及びマーカ検出ヘッド１８３は、例えば、ホトダイオー
ドやホトトランジスタなどの受光素子を備えている。

【００４３】ＡＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２は
ＡＢＳコードトラック１７１に面する位置に配置されて
おり、光透過部分１７１ｂに面すると光透過部分１７１
ｂを透過した光を検出する。このＡＢＳコード検出ヘッ
ド１８１，１８２は、ＡＢＳコードの語長（４ビット）
分だけ離間して配置されている。これらＡＢＳコード検
出ヘッド１８１，１８２は取得した位置情報を後述する
双方向シフトレジスタ１８４（可逆シフトレジスタ）に
出力する。

【００４４】一方、マーカ検出ヘッド１８３はマーカト
ラック１７２に面する位置に配置されている。マーカ検
出ヘッド１８３は光透過部分１７２ｂに面すると光透過
部分１７２ｂを透過した光を検出する。

【００４５】図２は、図１におけるマーカトラックなど
を示す模式図である。

【００４６】図２において、マーカ検出ヘッド１８３は
図示したように配置された２つの受光素子１８３ａ，１
８３ｂを備えている。この受光素子１８３ａ，１８３ｂ
は、ホトダイオード（又はホトトランジスタ）である。
ホトダイオード１８３ａ，１８３ｂはスケール１７０が
移動するに従って信号を出力する。

【００４７】図３は、図２におけるホトダイオード１８
３ａ，１８３ｂが出力する信号を示す図である。

【００４８】図３において、ホトダイオード１８３ａは
信号３００ａを出力し、一方、ホトダイオード１８３ｂ
は信号３００ｂを出力する。ホトダイオード１８３ａ，
１８３ｂはこのような位相差が９０°でオン／オフ比率
５０％の２相の信号（増減マーカ信号）３００ａ，３０
０ｂを出力するように配置されている。これによって、
スケール１７０の移動方向が矢印Ｃ方向であるのか矢印
Ｄ方向であるのかを検出できる。

【００４９】マーカ検出ヘッド１８３は透過光を検出す
ると、図１に示すように、増減マーカ信号３００ａ，３
００ｂをインクリメンタル信号発生回路１８５及びシフ
トレジスタ制御信号発生回路１８６に出力する。増減マ
ーカ信号３００ａ，３００ｂを受信したインクリメンタ
ル信号発生回路１８５はインクリメンタル信号を出力す
る。一方、シフトレジスタ制御信号発生回路１８６（レ
ジスタ制御手段）はシフトレジスタ制御信号を双方向シ
フトレジスタ１８４に出力する。

【００５０】双方向シフトレジスタ１８４は、ＡＢＳコ
ード検出ヘッド１８１，１８２のいずれか一方から出力
されたシリアルアブソリュートコード信号を取り込ん
で、それをデジタルデータとして直列コードに並べる。
２つのＡＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２のうちど
ちらから出力されたシリアルアブソリュートコード信号
を取り込むかの選択はシフトレジスタ制御信号によって
決まる。スケール１７０が図１に示した位置に位置する
ときの直列コードは「１０１０」である。この場合、Ａ
ＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２が透過光を検出し
たときはデータとして１が格納され、透過光を検出しな
いときはデータとして０が格納される。直列コードはス
ケール１７０の位置毎に個別に対応している。

【００５１】本実施の形態においては、ＡＢＳコードの
語長が４ビットであるので、直列コードは４桁の数字で
表わされる。双方向シフトレジスタ１８４は直列コード
のデータをアブソリュート信号発生手段１８７に出力す
る。データを受信したアブソリュート信号発生手段１８
７はＲＯＭテーブル等を用いてアブソリュート位置情報
を生成し、アブソリュート信号に変換して出力する。

【００５２】これらアブソリュート信号とインクリメン
タル信号とはスライダ１８０に取り付けられたケーブル
（図示せず）を介して情報処理装置（図示せず）に送信
される。情報処理装置は受信した信号から、スケール１
８０の位置等を算出する。

【００５３】次に、スケール１７０が矢印Ｃ方向に移動
した場合について説明する。

【００５４】図４は、図１におけるスケール１７０が矢
印Ｃ方向に移動した場合のＡＢＳリニアエンコーダ１０
０の主要部の概略構成を示すブロック図である。

【００５５】図４において、スケール１７０は図１に示
した位置から矢印Ｃ方向に最小単位（ＡＢＳコードの１
ビット分）の移動をしている。ＡＢＳコード検出ヘッド
１８１は光透過部分１７１ｂに面しており、ＡＢＳコー
ド検出ヘッド１８２は遮光部分１７１ａに画面してい
る。本実施の形態の場合、スケール１７０の移動方向が
矢印Ｃ方向のときはＡＢＳコード検出ヘッド１８１から
出力されたシリアルアブソリュートコード信号が双方向
シフトレジスタ１８４に取り込まれる。このため、直列
コードは全体に先頭方向（矢印Ｅ方向）に１桁のシフト
をし、空いた最後尾の１桁（左端の桁）に１が格納され
る。従って、移動後のスケール１７０の位置を示す直列
コードは「１１０１」になる。

【００５６】次に、スケール１７０が図４に示した位置
から矢印Ｄ方向に移動した場合について説明する。

【００５７】図５は、図４におけるスケール１７０が矢
印Ｄ方向に移動した場合のＡＢＳリニアエンコーダ１０
０の主要部の概略構成を示すブロック図である。

【００５８】図５において、スケール１７０は図４に示
した位置から矢印Ｄ方向に最小単位の移動をしている。
従って、スケール１７０の位置は図１に示した位置に戻
っている。ＡＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２とＡ
ＢＳコードトラック１７１との位置関係も図１の場合と
同様である。

【００５９】本実施の形態の場合、スケール１７０の移
動方向が矢印Ｄ方向のときは、ＡＢＳコード検出ヘッド
１８２から出力されたシリアルアブソリュートコード信
号が双方向シフトレジスタ１８４に取り込まれる。この
際、新たなデータは直列コードの先頭（右端）に格納さ
れる。このため、直列コードは全体に最後尾方向（矢印
Ｆ方向）に１桁のシフトをし、空いた先頭の１桁（右端
の桁）に０が格納される。従って、移動後のスケール１
７０の位置を示す直列コードは「１０１０」となる。こ
の直列コードは、図１で説明したものと同じである。

【００６０】上記のように、スケール１７０が矢印Ｃ方
向に移動するときは、直列コードを全体に先頭方向に順
次にシフトさせながら、移動に伴う新たなデータを直列
コードの最後尾に格納する。一方、スケール１７０が矢
印Ｄ方向に移動するときは、直列コードを全体に最後尾
方向に順次にシフトさせながら、移動に伴う新たなデー
タを直列コードの先頭に格納する。この結果、スケール
１７０がどのように移動した場合であっても、スケール
１７０の位置の情報は各位置毎に固有の直列コードで表
わされる。従って、スケール１７０の位置は常に正しく
検出できる。

【００６１】また、位置情報は２つのＡＢＳコード検出
ヘッド１８１，１８２によって検出でき、スケール１７
０の移動方向は１つのマーカ検出ヘッド１８３によって
検出できる。ＡＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２か
ら出力されたシリアルアブソリュートコード信号は１つ
のシフトレジスタ１８４によって処理される。これによ
り、ＡＢＳリニアエンコーダ１００は小型軽量化及び低
コスト化が可能になる。

【００６２】なお、スケール１７０の移動方向に対して
ＡＢＳコード検出ヘッド１８１，１８２のうちどちらか
ら出力されたシリアルアブソリュートコード信号を双方
向シフトレジスタ１８４に取り込むのか、また、取り込
むシリアルアブソリュートコード信号を直列コードの最
後尾に格納するのかそれとも先頭に格納するのかの組合
せは、上記の説明に限られるものではなく、組合せを固
定しておけば他の組合せでもよい。

【００６３】また、三次元測定機を構成するユニットの
うち不動ユニットにスライダ１８０が固定され、可動ユ
ニットにスケールホルダが固定されている場合について
上述したが、スケールホルダが不動ユニットに固定さ
れ、可動ユニットに固定されたスライダ１８０が可動ユ
ニットと共に移動する場合であってもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のエンコーダ及び請求項２記載のエンコーダによれ
ば、２箇所に配置された位置情報検出手段が検出した位
置情報は、スケールの移動の向きに基づいて選択的にレ
ジスタに記憶できる。これにより、スケールの移動の向
によらず、スケールの位置の特定ができる。また、移動
検出手段と２箇所に配置された位置情報検出手段だけで
スケールの位置情報の検出と移動の向きの検出とができ
るので、エンコーダは小型軽量化できる。

【００６５】請求項３記載のエンコーダによれば、記憶
した位置情報をスケールの相対移動の向きに基づいて正
逆いずれかの方向にシフトして新たな情報を記憶する可
逆シフトレジスタを備えるので、レジスタは１つだけで
よい。この結果、エンコーダはよりいっそう小型軽量化
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における直線上の位置を検
出するためのエンコーダの主要部の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１におけるマーカトラックなどを示す模式図
である。

【図３】図２におけるホトダイオード１８３ａ，１８３
ｂが出力する信号を示す図である。

【図４】図１におけるスケール１７０が矢印Ｃ方向に移
動した場合のＡＢＳリニアエンコーダ１００の主要部の
概略構成を示すブロック図である。

【図５】図４におけるスケール１７０が矢印Ｄ方向に移
動した場合のＡＢＳリニアエンコーダ１００の主要部の
概略構成を示すブロック図である。

【図６】従来のＡＢＳリニアエンコーダの概略を示す概
略平面図である。

【図７】図６のＡＢＳリニアエンコーダ１の主要部の概
要を示すブロック図である。

【図８】図７のＡＢＳリニアエンコーダ１とは異なるＡ
ＢＳリニアエンコーダの主要部の概要を示すブロック図
である。

【図９】図８におけるスケール５０がスライダ６０に対
して相対的に矢印Ａ方向に移動した場合を示すブロック
図である。

【図１０】図９のスライダ６０に対してスケール５０が
相対的に矢印Ｂ方向に移動した場合を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１７０ スケール １７１ ＡＢＳコードトラック（位置情報パターン） １７１ａ 遮光部 １７１ｂ 光透過部 １７２ マーカトラック（等間隔パターン） １７２ａ 遮光部 １７２ｂ 光透過部 １８０ スライダ １８１，１８２ ＡＢＳコード検出ヘッド（位置情報検
出手段） １８３ マーカ検出ヘッド（移動検出手段） １８４ 双方向シフトレジスタ（レジスタ） １８６ シフトレジスタ制御信号発生回路（レジスタ制
御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗山 豊 茨城県つくば市上横場430番地の１ 株式 会社ミツトヨ内 (72)発明者 岡本 清和 茨城県つくば市上横場430番地の１ 株式 会社ミツトヨ内 Ｆターム(参考） 2F103 BA31 CA02 DA07 DA12 EA02 EA15 EA19 EA20 EB06 EB12 EB33 ED12 ED16 FA11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の語長の位置情報を直線方向に連続
   して記録した位置情報パターンと前記直線方向に等間隔
   に連続する等間隔パターンとが形成されたスケール及
   び、前記位置情報パターンから位置情報を検出するため
   の位置情報検出手段と前記直線方向に相対移動する前記
   スケールの向きを前記等間隔パターンから検出するため
   の移動検出手段を有するスライダを備えた位置を検出す
   るためのエンコーダにおいて、 前記位置情報検出手段は前記直線方向に離間した２つの
   位置に配置されたものであり、 前記位置情報検出手段が検出した前記位置情報を記憶す
   るレジスタと、 前記２つの位置に配置された位置情報検出手段のうちい
   ずれか一方が検出した前記位置情報を前記スケールの相
   対移動の向きに基づいて選択的に前記レジスタに記憶さ
   せるレジスタ制御手段とを備えたことを特徴とするエン
   コーダ。
2. 【請求項２】 前記２つの位置の間隔は前記所定の語長
   の長さに等しいことを特徴とする請求項１記載の位置を
   検出するためのエンコーダ。
3. 【請求項３】 前記レジスタは、 記憶した位置情報をスケールの相対移動の向きに基づい
   て正逆いずれかの方向にシフトして新たな情報を記憶す
   る可逆シフトレジスタであることを特徴とする請求項１
   又は２記載のエンコーダ。