JP2011214846A - Encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、位置検出を行うエンコーダに関する。 The present invention relates to an encoder that performs position detection.
移動体の移動位置や回転体の回転角度位置を光学的に検出する光学式エンコーダでは、フォトダイオードアレイを有するフォトＩＣやイメージセンサを利用して、位置を検知する（例えば、特許文献１参照）。そのようなエンコーダでは、近年、その用途が多様化し、小型化が望まれている。 In an optical encoder that optically detects a moving position of a moving body and a rotational angle position of a rotating body, the position is detected using a photo IC or an image sensor having a photodiode array (see, for example, Patent Document 1). . In recent years, such encoders have been used for various purposes, and miniaturization is desired.
しかしながら、例えば特許文献１のような反射型エンコーダの構成に、２つのトラックに設けられたパターンをそれぞれ設け、それらのパターンをそれぞれ検出する際、専用に形成されたセンサがそれぞれ必要になり、簡易な構成でエンコーダを実現できないという課題がある。 However, for example, in the configuration of the reflective encoder as in Patent Document 1, when the patterns provided on the two tracks are provided, and each of the patterns is detected, a dedicated sensor is required. There is a problem that an encoder cannot be realized with a simple configuration.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、簡易な構成で検出精度を向上できるエンコーダを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an encoder capable of improving detection accuracy with a simple configuration.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、第１のパターンと第２のパターンとが互いに並列して移動方向に沿って設けられたスケール板と、前記第１のパターンに照射される第１の光と第２のパターンに照射される第２の光とを受光する受光面を有するセンサ部と、前記第１の光を射出する第１の発光素子と、前記第２の光を射出する第２の発光素子と、を備え、前記第１の発光素子は、前記受光面に直交する第１平面によって分割される２つの領域の一方に配置され、前記第２の発光素子は、前記第１平面によって分割される２つの領域のうち前記第１の発光素子とは異なる他方の領域に配置される、ことを特徴とするエンコーダである。 In order to solve the above problem, according to one embodiment of the present invention, a first pattern and a second pattern are irradiated in parallel to each other and a scale plate provided along a moving direction. A sensor unit having a light receiving surface for receiving the first light and the second light applied to the second pattern, the first light emitting element for emitting the first light, and the second light A first light-emitting element that is disposed in one of two regions divided by a first plane orthogonal to the light-receiving surface, and the second light-emitting element is The encoder is arranged in the other region different from the first light emitting element among the two regions divided by the first plane.
本発明によれば、簡素な構成で検出精度を向上できる。 According to the present invention, detection accuracy can be improved with a simple configuration.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
（第１実施形態）
図１は、本実施形態によるエンコーダの構成を示すブロック図である。
この図に示されるエンコーダ１は、符号板１０（スケール板）、光源（発光素子）２１、２２、センサ（センサ部）３０（イメージセンサ）、光源駆動部４１、４２、センサ駆動部５０、及び、制御部９０を備える。本実施形態に示すエンコーダ１は、回転体の回転軸の角度位置情報を検出する一態様を示す。
符号板１０は、駆動装置（例、モータ）によって回転される回転体の回転軸に固定され、その回転体とともに転回自在に設けられる。符号板１０には、回転角度の位置を示す指標であるパターンが配置される。そのパターンの配置において、絶対角度を検出するための絶対角度検出パターンが配置されるアブソリュート・トラック、又は、相対角度を検出するための相対角度検出パターンが配置されるインクリメンタル・トラックのうち少なくともいずれか一方のトラックが設けられる。符号板１０に設けられるトラックは、回転軸に対してそれぞれ一定の距離に配置され、すなわち、それぞれ異なる半径の円周上に設けられる。それゆえ、各トラックは移動方向に沿って互いに並列に配置される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the encoder according to the present embodiment.
The encoder 1 shown in this figure includes a code plate 10 (scale plate), light sources (light emitting elements) 21 and 22, a sensor (sensor unit) 30 (image sensor), light source drive units 41 and 42, a sensor drive unit 50, and The control unit 90 is provided. The encoder 1 shown in this embodiment shows an aspect for detecting angular position information of the rotating shaft of the rotating body.
The code plate 10 is fixed to a rotating shaft of a rotating body that is rotated by a driving device (for example, a motor), and is provided so as to be rotatable together with the rotating body. On the code plate 10, a pattern that is an index indicating the position of the rotation angle is arranged. In the pattern arrangement, at least one of an absolute track where an absolute angle detection pattern for detecting an absolute angle is arranged and an incremental track where a relative angle detection pattern for detecting a relative angle is arranged One track is provided. The tracks provided on the code plate 10 are arranged at a fixed distance with respect to the rotation axis, that is, provided on the circumferences having different radii. Therefore, the tracks are arranged in parallel with each other along the moving direction.
図２は、符号板１０に設けられるパターンの一態様を示す図である。
図２に示される符号板１０は、パターン１１（第１のパターン）を含んだアブソリュート・トラックと、パターン１２（第２のパターン）を含んだインクリメンタル・トラックの双方のトラックを備える。アブソリュート・トラックに含まれるパターン１１は、センサ３０と符号板１０との位置関係を絶対角度として示す位置情報を符号化して示すものである。また、インクリメンタル・トラックに含まれるパターン１２は、同一の形状の指標を等間隔に配置したものである。
符号板１０の各トラックに設けられるパターン１１とパターン１２とは、それぞれ、照射された光を反射する反射型のパターンである。パターン１１と１２とは、そのパターンが示す情報に応じて反射量が異なるように、例えば、異なる反射率を有する状態に表面処理が施される。図２では、反射率が低い領域を濃い色で、反射率が高い領域を白で示す。
パターン１１（第１のパターン）には、光源２１(第１の発光素子)からの光Ｌ１（第１の光）が照射される。パターン１１は、照射された光Ｌ１を反射する。パターン１２（第２のパターン）には、光源２２(第２の発光素子)からの光Ｌ２（第２の光）が照射される。パターン１２は、照射された光Ｌ２を反射する。
また、パターン１１とパターン１２とが符号板１０上に並列にそれぞれ設けられ、回転軸を基準として各パターンがそれぞれ半径の異なる同周上に設けられることにより、局所的に並行するパターンになる。各パターンの幅と回転軸からの半径を適当に設けて、２つのパターンが重ならないように隙間を設けて配置する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an aspect of a pattern provided on the code plate 10.
The code plate 10 shown in FIG. 2 includes both an absolute track including a pattern 11 (first pattern) and an incremental track including a pattern 12 (second pattern). The pattern 11 included in the absolute track is obtained by encoding position information indicating the positional relationship between the sensor 30 and the code plate 10 as an absolute angle. Further, the pattern 12 included in the incremental track is obtained by arranging indexes of the same shape at equal intervals.
The pattern 11 and the pattern 12 provided on each track of the code plate 10 are reflective patterns that reflect the irradiated light, respectively. The patterns 11 and 12 are subjected to surface treatment, for example, in a state having different reflectivities so that the reflection amounts differ according to the information indicated by the patterns. In FIG. 2, a region having a low reflectance is indicated by a dark color, and a region having a high reflectance is indicated by white.
The pattern 11 (first pattern) is irradiated with light L1 (first light) from the light source 21 (first light emitting element). The pattern 11 reflects the irradiated light L1. The pattern 12 (second pattern) is irradiated with light L2 (second light) from the light source 22 (second light emitting element). The pattern 12 reflects the irradiated light L2.
In addition, the patterns 11 and 12 are provided in parallel on the code plate 10, and each pattern is provided on the same circumference having different radii with the rotation axis as a reference, thereby forming a locally parallel pattern. The width of each pattern and the radius from the rotation axis are appropriately provided, and a gap is provided so that the two patterns do not overlap.
図１に戻り、光源２１(第１の発光素子)は、符号板１０のトラックに設けられたパターン１１（第１のパターン）の検出に必要とされる光Ｌ１（第１の光）を照射する。光源２２(第２の発光素子)は、符号板１０のトラックに設けられたパターン１２（第２のパターン）の検出に必要とされる光Ｌ２（第２の光）を照射する。光源２１、２２は、制御部９０から光源駆動部４１、４２を介してそれぞれ供給される制御信号に応じて点灯状態が制御される。
なお、光源２１の光軸は、符号板１０のトラックに設けられたパターン１１に向くように配置される。光源２２の光軸は、符号板１０のトラックに設けられたパターン１２に向くように配置される。このように配置することにより、照射する光をパターンの検出に効率よく利用することができ、光源２１、２２における電力損失を低減し発熱量を低減することができる。光源２１、２２の光軸の設定には、光源２１、２２が備えるレンズなどの光学部材の配光特性を利用することもできる。
Returning to FIG. 1, the light source 21 (first light emitting element) emits light L <b> 1 (first light) necessary for detecting the pattern 11 (first pattern) provided on the track of the code plate 10. To do. The light source 22 (second light emitting element) emits light L2 (second light) necessary for detecting the pattern 12 (second pattern) provided on the track of the code plate 10. The lighting states of the light sources 21 and 22 are controlled according to control signals supplied from the control unit 90 via the light source driving units 41 and 42, respectively.
The optical axis of the light source 21 is arranged to face the pattern 11 provided on the track of the code plate 10. The optical axis of the light source 22 is arranged so as to face the pattern 12 provided on the track of the code plate 10. By arranging in this way, the irradiated light can be efficiently used for pattern detection, the power loss in the light sources 21 and 22 can be reduced, and the amount of heat generated can be reduced. The light distribution characteristics of an optical member such as a lens provided in the light sources 21 and 22 can be used for setting the optical axes of the light sources 21 and 22.
センサ３０は、符号板１０のトラックに設けられたパターン１１、１２を検出する。センサ３０の受光面３５は、符号板１０のトラックが設けられた面と対向して配置される。センサ３０の受光面３５には、２次元の格子上に配置された光検出素子（受光素子）が設けられる。そして、その光検出素子は、符号板１０に設けられたトラックの接線方向と平行、又は、そのトラックに沿って、符号板１０のトラックが配置された位置と対向するように設けられる。なお、センサ３０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ｃ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどが適用できる。 The sensor 30 detects the patterns 11 and 12 provided on the track of the code plate 10. The light receiving surface 35 of the sensor 30 is disposed to face the surface of the code plate 10 on which the tracks are provided. The light receiving surface 35 of the sensor 30 is provided with a light detecting element (light receiving element) arranged on a two-dimensional lattice. The light detection element is provided so as to be parallel to the tangential direction of the track provided on the code plate 10 or to face the position where the track of the code plate 10 is arranged along the track. As the sensor 30, for example, a charge coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (C-MOS) sensor, or the like can be applied.
センサ３０の各光検出素子は、受光量に応じた光電変換を行い、それぞれの光量に対応した電圧によって示されるアナログ信号に変換する。各光検出素子には、例えば、Ｃ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどが適用できる。Ｃ−ＭＯＳセンサの場合における光検出素子は、フォトダイオード、電荷電圧変換部、セレクタスイッチなどを含んで構成される。センサ３０の各光検出素子は、光源駆動部４１、４２から供給される制御信号に応じて選択され、選択された光検出素子が出力する情報から受光した光量を検出できる。 Each light detection element of the sensor 30 performs photoelectric conversion according to the amount of received light, and converts it into an analog signal indicated by a voltage corresponding to each light quantity. For example, a C-MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor can be applied to each light detection element. In the case of the C-MOS sensor, the light detection element includes a photodiode, a charge voltage conversion unit, a selector switch, and the like. Each light detection element of the sensor 30 is selected in accordance with a control signal supplied from the light source driving units 41 and 42, and the received light amount can be detected from information output by the selected light detection element.
なお、センサ３０は、前述の光源２１と２２とに直接接しないように配置する。例えば、光源２１、センサ３０及び光源２２を、示された順に従って同一の基板８０上に、それぞれ間隔をあけて隔離された状態に配置する。このように配置することにより、センサ３０において、光源２１と２２とにおける損失によって発生した熱の影響を低減させることができる。
また、上記のようにセンサ３０、光源２１及び光源２２を同一の基板８０に配置することにより、それぞれを受光面３５と平行な同一平面上に配置することができる。
The sensor 30 is arranged so as not to be in direct contact with the light sources 21 and 22 described above. For example, the light source 21, the sensor 30, and the light source 22 are arranged on the same substrate 80 according to the order shown in a state where they are separated from each other with a space therebetween. By arranging in this way, in the sensor 30, the influence of heat generated by the loss in the light sources 21 and 22 can be reduced.
Further, by arranging the sensor 30, the light source 21 and the light source 22 on the same substrate 80 as described above, they can be arranged on the same plane parallel to the light receiving surface 35.
光源駆動部４１、４２は、制御部９０からの指示により、符号板１０のトラックに設けられたパターンの検出に必要とされる光を、光源２１、２２によって照射させるための制御信号を供給する。
センサ駆動部５０は、制御部９０からの指示により、センサ３０の受光面３５に配置された光検出素子における受光量を検出するための制御信号及びタイミング信号をセンサ３０に供給する。
センサ駆動部５０は、選択された領域に対応する範囲に含まれる光検出素子に対して、受光量に応じて蓄積された電荷量に応じた信号電圧を順に出力する。
センサ駆動部５０は、センサ３０における光検出素子によって検出された受光量に応じた信号を増幅する。センサ駆動部５０は、センサ３０が出力した信号レベルに応じて、適当な信号レベルとなるように増幅率が調整される。
The light source driving units 41 and 42 supply a control signal for causing the light sources 21 and 22 to irradiate the light necessary for detecting the pattern provided on the track of the code plate 10 according to an instruction from the control unit 90. .
The sensor driving unit 50 supplies the sensor 30 with a control signal and a timing signal for detecting the amount of light received by the light detection element disposed on the light receiving surface 35 of the sensor 30 in accordance with an instruction from the control unit 90.
The sensor driving unit 50 sequentially outputs a signal voltage corresponding to the amount of charge accumulated according to the amount of received light to the light detection elements included in the range corresponding to the selected region.
The sensor driving unit 50 amplifies a signal corresponding to the amount of received light detected by the light detection element in the sensor 30. The sensor driver 50 adjusts the amplification factor so as to obtain an appropriate signal level according to the signal level output from the sensor 30.
制御部９０は、エンコーダ１における各種設定を行い、動作時には各部への制御指示を出力し、センサ３０において検出された光量に基づいて検出した位置情報を生成して出力する。
制御部９０は、不図示の光源制御部及びセンサ制御部を備える。
制御部９０における光源制御部は、予め定められた制御指示に基づき光源２０の発光状態を制御する制御信号を光源駆動部４１、４２に供給する。
制御部９０におけるセンサ制御部は、予め定められた制御指示に基づきセンサ３０から出力させる情報を選択する制御信号をセンサ駆動部５０に供給する。また、制御部９０におけるセンサ制御部には、センサ３０によって検出された信号に基づいた情報が、センサ駆動部５０を経て供給される。センサ制御部は、その情報に対して信号変換処理を行う。信号変換処理としては、例えば、フィルタリング処理、アナログデジタル変換処理などを行い、検出された信号に応じた位置情報を生成する処理がある。
The control unit 90 performs various settings in the encoder 1, outputs a control instruction to each unit during operation, and generates and outputs position information detected based on the amount of light detected by the sensor 30.
The control unit 90 includes a light source control unit and a sensor control unit (not shown).
The light source control unit in the control unit 90 supplies a control signal for controlling the light emission state of the light source 20 to the light source driving units 41 and 42 based on a predetermined control instruction.
The sensor control unit in the control unit 90 supplies a control signal for selecting information to be output from the sensor 30 to the sensor driving unit 50 based on a predetermined control instruction. Further, information based on a signal detected by the sensor 30 is supplied to the sensor control unit in the control unit 90 via the sensor driving unit 50. The sensor control unit performs signal conversion processing on the information. As signal conversion processing, for example, filtering processing, analog-digital conversion processing, and the like are performed, and position information corresponding to the detected signal is generated.
次に、図を参照し、上記した各構成の配置を説明する。
図３は、符号板１０に設けられたパターン１１、１２、光源２１、２２及びセンサ３０の配置を示す鳥瞰図である。
この図３（ａ）と（ｂ）は、光源２１と２２とがセンサ３０に対して異なる配置とした態様をそれぞれ示す。また、符号板１０の記載を省略し、符号板１０の下側の面に設けられたトラックのパターン１１と１２とが示される。センサ３０の受光面３５は、パターン１１と１２とが配置された符号板１０の下の面と平行で且つ対向する状態で配置される。
Next, with reference to the drawings, the arrangement of each component described above will be described.
FIG. 3 is a bird's eye view showing the arrangement of the patterns 11 and 12, the light sources 21 and 22, and the sensor 30 provided on the code plate 10.
FIGS. 3A and 3B show modes in which the light sources 21 and 22 are arranged differently with respect to the sensor 30, respectively. Further, the description of the code plate 10 is omitted, and the track patterns 11 and 12 provided on the lower surface of the code plate 10 are shown. The light receiving surface 35 of the sensor 30 is arranged in a state parallel to and opposed to the lower surface of the code plate 10 on which the patterns 11 and 12 are arranged.
センサ３０の受光面３５を基準に座標系を定義する。センサ３０の受光面３５を（ｘ−ｙ）平面とし、受光面３５に鉛直方向をｚ軸とする。また、ｘ軸は、符号板１０の移動方向、すなわちパターン１１と１２の移動方向とする。 A coordinate system is defined based on the light receiving surface 35 of the sensor 30. The light receiving surface 35 of the sensor 30 is an (xy) plane, and the vertical direction of the light receiving surface 35 is the z axis. The x-axis is the moving direction of the code plate 10, that is, the moving direction of the patterns 11 and 12.
また、平面Ｐ１（第１の平面）は、センサ３０の受光面３５に直交する面である。この図３に示される平面Ｐ１は、（ｘ-ｚ）平面と平行である。その平面Ｐ１によって分割された領域に光源２１と光源２２とがそれぞれ分かれて配置される。
光源２１は、光軸をパターン１１の方に向けて配置される。また、光源２１から射出される光Ｌ１がパターン１１によって反射され、センサ３０の受光面３５上の領域３１（第１の領域）にパターン１１の反射光１１ｓ（光Ｌ１）が、照射されるように、光源２１とパターン１１とセンサ３０の受光面３５上の領域３１がそれぞれ配置される。
光源２２は、光軸をパターン１２の方に向けて配置される。また、光源２２から射出される光Ｌ２がパターン１２によって反射され、センサ３０の受光面３５上の領域３２（第２の領域）にパターン１２の反射光１２ｓ（光Ｌ２）が、照射されるように、光源２２とパターン１２とセンサ３０の受光面３５上の領域３２がそれぞれ配置される。
Further, the plane P1 (first plane) is a plane orthogonal to the light receiving surface 35 of the sensor 30. The plane P1 shown in FIG. 3 is parallel to the (xz) plane. The light source 21 and the light source 22 are separately arranged in the region divided by the plane P1.
The light source 21 is arranged with the optical axis directed toward the pattern 11. Further, the light L1 emitted from the light source 21 is reflected by the pattern 11, and the reflected light 11s (light L1) of the pattern 11 is irradiated onto the region 31 (first region) on the light receiving surface 35 of the sensor 30. In addition, the light source 21, the pattern 11, and the region 31 on the light receiving surface 35 of the sensor 30 are respectively arranged.
The light source 22 is arranged with the optical axis directed toward the pattern 12. In addition, the light L2 emitted from the light source 22 is reflected by the pattern 12, and the region 12 (second region) on the light receiving surface 35 of the sensor 30 is irradiated with the reflected light 12s (light L2) of the pattern 12. In addition, the light source 22, the pattern 12, and the region 32 on the light receiving surface 35 of the sensor 30 are respectively arranged.
図３（ａ）では、光源２１と２２とが、センサ３０の受光面３５を上面視した状態で、ｙ軸方向に沿って挟む位置に配置された状態を示す。この配置では、パターン１１と１２との間隔は、それぞれの反射光１１ｓと１２ｓとの間隔よりも広くなる。
図３（ｂ）では、光源２１と２２とが、センサ３０の受光面３５を上面視した状態で、ｘ軸方向に沿って挟む位置に配置された状態を示す。この配置では、光源２１と２２とが、パターン１１と１２との下側にそれぞれ配置されることから、パターン１１と１２との間隔は、それぞれの反射光１１ｓと１２ｓとの間隔に近くなる。
図３（ａ）と（ｂ）とに示したように、センサ３０の受光面３５を平面視した状態で、センサ３０を挟む位置に光源２１と２２とを配置することによって、各光源からセンサ３０の受光面３５までの光路差を少なくすることができ、光路差によって生じる受光量の差を少なくすることができる。
FIG. 3A shows a state in which the light sources 21 and 22 are arranged at positions sandwiched along the y-axis direction in a state where the light receiving surface 35 of the sensor 30 is viewed from above. In this arrangement, the distance between the patterns 11 and 12 is wider than the distance between the reflected lights 11s and 12s.
FIG. 3B shows a state where the light sources 21 and 22 are arranged at positions sandwiched along the x-axis direction in a state where the light receiving surface 35 of the sensor 30 is viewed from above. In this arrangement, the light sources 21 and 22 are arranged below the patterns 11 and 12, respectively. Therefore, the interval between the patterns 11 and 12 is close to the interval between the reflected lights 11s and 12s.
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the light sources 21 and 22 are arranged at positions sandwiching the sensor 30 in a state where the light receiving surface 35 of the sensor 30 is viewed in a plan view. The optical path difference to 30 light receiving surfaces 35 can be reduced, and the difference in the amount of received light caused by the optical path difference can be reduced.
図４は、センサ３０の受光面を示す上面図である。
この図４は、パターン１１と１２とからの反射光を検出するための光検出素子が選択された領域である受光面上の領域３１、３２を示す。
受光面３５上の領域３１には、パターン１１の反射光１１ｓが照射された状態を示す。受光面３５上の領域３２には、パターン１２の反射光１２ｓが照射された状態を示す。
センサ３０は、２次元の格子にそれぞれ配置された光検出素子を備える。
図４では、そのセンサ３０の受光面３５を２つの領域に分割した領域３１（第１の領域）と領域３２（第２の領域）とが示される。
受光面３５における領域３１では、パターン１１の反射光１１ｓを検出し、領域３２では、パターン１２の反射光１２ｓを検出する。それらの反射光１１ｓと反射光１２ｓとが干渉しない場合には、この図４に示したように、その境界を直線で示すことができる。しかし、それらの反射光による影の間隔が近い場合には、それらの領域が重なることが生じる。そこで、本実施形態では、次の処理を行うことにより、この課題を解決する。
FIG. 4 is a top view showing the light receiving surface of the sensor 30.
FIG. 4 shows regions 31 and 32 on the light receiving surface, which are regions where a light detection element for detecting reflected light from the patterns 11 and 12 is selected.
A region 31 on the light receiving surface 35 shows a state in which the reflected light 11s of the pattern 11 is irradiated. A region 32 on the light receiving surface 35 shows a state in which the reflected light 12s of the pattern 12 is irradiated.
The sensor 30 includes photodetecting elements respectively arranged on a two-dimensional lattice.
FIG. 4 shows a region 31 (first region) and a region 32 (second region) obtained by dividing the light receiving surface 35 of the sensor 30 into two regions.
In the region 31 on the light receiving surface 35, the reflected light 11s of the pattern 11 is detected, and in the region 32, the reflected light 12s of the pattern 12 is detected. When the reflected light 11s and the reflected light 12s do not interfere with each other, the boundary can be indicated by a straight line as shown in FIG. However, when the distance between the shadows by the reflected light is close, the regions overlap. Therefore, in the present embodiment, this problem is solved by performing the following processing.
図５は、本実施形態における光源２１、２２とセンサ３０との制御方法を示すタイミングチャートである。
この図５には、光源２１と光源２２とがそれぞれ発光する発光タイミングと、センサ３０における受光タイミングとの制御シーケンスが示される。
このタイミングチャートによって示される初期状態では、光源２１と光源２２とが消灯した状態を示し、センサ３０が非検出状態を示す。
時刻ｔ１では、制御部９０は、センサ３０を受光可能な状態にする。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、制御部９０は、光源２１を発光させる。時刻ｔ４に、制御部９０は、センサ３０を受光可能な状態を終了させる。センサ３０では、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間に光源２１から受光した光Ｌ１の光量に応じて変換された信号を、それぞれの光検出素子から読み出す。
FIG. 5 is a timing chart showing a control method of the light sources 21 and 22 and the sensor 30 in the present embodiment.
FIG. 5 shows a control sequence of the light emission timing at which the light source 21 and the light source 22 respectively emit light and the light reception timing at the sensor 30.
In the initial state shown by this timing chart, the light source 21 and the light source 22 are turned off, and the sensor 30 is in a non-detected state.
At time t1, the control unit 90 puts the sensor 30 into a state where light can be received. From time t2 to time t3, the control unit 90 causes the light source 21 to emit light. At time t4, the control unit 90 ends the state in which the sensor 30 can receive light. In the sensor 30, the signal converted according to the light quantity of the light L1 received from the light source 21 between the time t1 and the time t4 is read from each light detection element.
また、時刻ｔ５では、制御部９０は、センサ３０を受光可能な状態にする。時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間、制御部９０は、光源２２を発光させる。時刻ｔ８に、制御部９０は、センサ３０を受光可能な状態を終了させる。センサ３０では、時刻ｔ５から時刻ｔ８までの間に光源２２から受光した光Ｌ２の光量に応じて変換された信号を、それぞれの光検出素子から読み出す。 At time t5, the control unit 90 puts the sensor 30 into a state where it can receive light. From time t6 to time t7, the control unit 90 causes the light source 22 to emit light. At time t8, the control unit 90 ends the state in which the sensor 30 can receive light. In the sensor 30, the signal converted according to the light quantity of the light L2 received from the light source 22 between the time t5 and the time t8 is read from each light detection element.
このように、制御部９０は、光源２１と光源２２とに対し点灯時間が重複しないように時差を設けて間欠的に発光させる。制御部９０は、光源２１と光源２２とがそれぞれ発光する発光タイミングに同期させて、センサ３０に検出させる。センサ３０は、光源２１と光源２２とからそれぞれ照射された光を、発光タイミングに同期してそれぞれ検出することにより、互いの光が外乱光となって影響することを防ぐことができる。例えば、図４に示したように、２つの反射光１１ｓと１２ｓの空間的な間隔が少なく判別しにくい場合、互いの光が回り込んでしまう場合、又は受光面３５の領域３１と領域３２とを分離して制御できない場合などに、２つのパターンの情報を容易に分離して検出することができる。特に、エンコーダを小型化することによって光の周り割込み（迷光）が生じる場合や、光源２１と２２との配置を図３（ａ）に示す配置にした場合には、２つの反射光１１ｓと１２ｓとが干渉することがありうる。本実施形態のように、制御部９０は、光源２１、２２及びセンサ３０を制御することにより、干渉を生じることなく検出できる。 As described above, the control unit 90 causes the light source 21 and the light source 22 to emit light intermittently with a time difference so that the lighting times do not overlap. The control unit 90 causes the sensor 30 to detect in synchronization with the light emission timings at which the light source 21 and the light source 22 emit light. The sensor 30 detects the light emitted from the light source 21 and the light source 22 in synchronization with the light emission timing, thereby preventing the mutual light from being affected by disturbance light. For example, as shown in FIG. 4, when the spatial distance between the two reflected lights 11 s and 12 s is small and difficult to discriminate, the mutual light wraps around, or the areas 31 and 32 of the light receiving surface 35. In the case where it is impossible to control the two patterns separately, the information of the two patterns can be easily separated and detected. In particular, when the light is interrupted (stray light) by reducing the size of the encoder, or when the light sources 21 and 22 are arranged as shown in FIG. 3A, the two reflected lights 11s and 12s are reflected. Can interfere with each other. As in the present embodiment, the control unit 90 can detect without causing interference by controlling the light sources 21 and 22 and the sensor 30.
（第２実施形態）
図６を参照し、他の態様について示す。
図６は、センサ３０の受光面３５上の領域３１、３２を示す上面図である。
本実施形態における構成は、図１を参照し、同じ符号で説明する。
この図６に示す上面図では、センサ３０の受光面３５上の領域３１、３２に、パターン１１の反射光１１ｓとパターン１２の反射光１２ｓとが照射された状態を示す。このセンサ３０は、受光面３５上の領域３１、３２が波長依存性の感度特性を有し、互いに異なる波長領域の感度特性にピークを有する。例えば、受光面３５上の領域３１には、波長λ１（第１の波長）を透過し、波長λ２（第２の波長）を減衰させる波長フィルタを設ける。また、受光面３５上の領域３２には、波長λ１（第１の波長）を減衰し、波長λ２（第２の波長）を透過させる波長フィルタを設ける。このようにセンサ３０のそれぞれの受光面３５上の領域に波長フィルタを設けることにより、波長の選択性を設定することができる。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 6, another embodiment is shown.
FIG. 6 is a top view showing the regions 31 and 32 on the light receiving surface 35 of the sensor 30.
The configuration in this embodiment will be described with the same reference numerals with reference to FIG.
In the top view shown in FIG. 6, the regions 31 and 32 on the light receiving surface 35 of the sensor 30 are irradiated with the reflected light 11 s of the pattern 11 and the reflected light 12 s of the pattern 12. In the sensor 30, the regions 31 and 32 on the light receiving surface 35 have wavelength-dependent sensitivity characteristics, and have peaks in the sensitivity characteristics in different wavelength regions. For example, the region 31 on the light receiving surface 35 is provided with a wavelength filter that transmits the wavelength λ1 (first wavelength) and attenuates the wavelength λ2 (second wavelength). The region 32 on the light receiving surface 35 is provided with a wavelength filter that attenuates the wavelength λ1 (first wavelength) and transmits the wavelength λ2 (second wavelength). Thus, by providing the wavelength filter in the region on each light receiving surface 35 of the sensor 30, the wavelength selectivity can be set.
ここで、光源２１は、波長λ１（第１の波長）の光を照射し、光源２２は、波長λ２（第２の波長）の光を照射する。
光源２１、２２の発光波長と、センサ３０の受光面３１と３２の感度特性の組合せにより、波長の異なる光が漏れて照射される場合であっても、波長の選択性が確保されることから、領域３１と領域３２から出力される信号を分離して検出することにより信号の分離ができる。
すなわち、本実施形態のようにセンサ３０の受光面３５の領域を分割し、受光の波長を選択することにより、第１実施形態の図４において示した課題を解決することができる。
また、２つの波長について、例えば、中心波長を850nmと、650nmとする。波長が850nmの光は、赤外領域であり、波長が650nmの光は、「赤」である。このような波長選択特性を有するフィルタを構成することは容易であり、また、光源としても高出力タイプのＬＥＤを使用することができるため、構成が容易である。
Here, the light source 21 emits light having a wavelength λ1 (first wavelength), and the light source 22 emits light having a wavelength λ2 (second wavelength).
The wavelength selectivity is ensured by the combination of the light emission wavelengths of the light sources 21 and 22 and the sensitivity characteristics of the light receiving surfaces 31 and 32 of the sensor 30 even when light having different wavelengths leaks and is irradiated. By separating and detecting the signals output from the region 31 and the region 32, the signals can be separated.
That is, the problem shown in FIG. 4 of the first embodiment can be solved by dividing the region of the light receiving surface 35 of the sensor 30 and selecting the wavelength of the received light as in this embodiment.
For the two wavelengths, for example, the center wavelengths are 850 nm and 650 nm. Light having a wavelength of 850 nm is in the infrared region, and light having a wavelength of 650 nm is “red”. It is easy to configure a filter having such wavelength selection characteristics, and a high output type LED can be used as a light source, so that the configuration is easy.
（第３実施形態）
図７を参照し、他の実施態様について示す。
図７は、センサ３０の受光面３５を示す上面図である。
本実施形態における構成は、図１を参照し、同じ符号で説明する。
この図７に示す上面図では、センサ３０の受光面３５に、パターン１１の反射光１１ｓとパターン１２の反射光１２ｓとが照射された状態を示す。このセンサ３０は、受光面３５では、波長依存性の感度特性を有した領域３１、３２が、市松模様のように配置される。例えば、一般のカラー画像センサなどに用いられる格子状の波長フィルタが、構成される光検出素子単位に配列された場合と同様に実現することができる。
(Third embodiment)
With reference to FIG. 7, another embodiment is shown.
FIG. 7 is a top view showing the light receiving surface 35 of the sensor 30.
The configuration in this embodiment will be described with the same reference numerals with reference to FIG.
In the top view shown in FIG. 7, the light receiving surface 35 of the sensor 30 is irradiated with the reflected light 11 s of the pattern 11 and the reflected light 12 s of the pattern 12. In the sensor 30, regions 31 and 32 having wavelength-dependent sensitivity characteristics are arranged in a checkered pattern on the light receiving surface 35. For example, it can be realized in the same manner as when a grating-like wavelength filter used in a general color image sensor or the like is arranged in units of configured photodetection elements.
波長フィルタの感度特性は、第２実施形態と同様とする。そのフィルタの特性に対応する波長の光による反射光１１ｓと反射光１２ｓが照射された領域が重なる場合であっても、市松格子に配列された光検出素子の情報を合成することにより、反射光１１ｓと反射光１２ｓとを分離することができる。
また、２つの波長について、例えば、中心波長を550nmと650nmとする。波長が550nmの光は、「緑」であり、波長が650nmの光は、「赤」である。このような波長選択特性を有するフィルタを構成することは容易であり、また、光源のＬＥＤも容易に選択することができるため、構成が容易である。
また、第２実施形態に示したように、赤外領域と「赤」を中心波長として選択することもできる。
The sensitivity characteristic of the wavelength filter is the same as in the second embodiment. Even if the areas irradiated with the reflected light 11s and the reflected light 12s by the light having the wavelength corresponding to the characteristics of the filter overlap, the reflected light is synthesized by combining the information of the light detection elements arranged in the checkered lattice. 11s and reflected light 12s can be separated.
For the two wavelengths, for example, the center wavelengths are 550 nm and 650 nm. Light having a wavelength of 550 nm is “green”, and light having a wavelength of 650 nm is “red”. It is easy to configure a filter having such wavelength selection characteristics, and the configuration of the filter is easy because the LED of the light source can be easily selected.
Further, as shown in the second embodiment, the infrared region and “red” can be selected as the center wavelength.
（第４実施形態）
図８を参照し、他の実施態様について示す。
図８は、本実施形態におけるエンコーダの構成を示すブロック図である。
図８に示す構成において、図１と同じ構成には同じ符号を附す。
図８に示す構成では、図１に示した構成に対し、断熱部８１と８２が追加されている。
断熱部８１は、光源２１とセンサ３０との間に充填され、熱抵抗が高い断熱構造の材質によって形成される。断熱部８２は、光源２２とセンサ３０との間に充填され、熱伝導率が低い断熱構造の材質によって形成される。
このように、断熱部８１と８２とが充填されることにより、光源２１、光源２２と、センサ３０との間の熱抵抗が高くなり、光源２１、２２の発熱によって、センサ３０への影響を低減できることから検出精度を高めることができる。
(Fourth embodiment)
With reference to FIG. 8, another embodiment is shown.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the encoder in this embodiment.
In the configuration shown in FIG. 8, the same components as those in FIG.
In the configuration shown in FIG. 8, heat insulating portions 81 and 82 are added to the configuration shown in FIG.
The heat insulating part 81 is filled between the light source 21 and the sensor 30, and is formed of a heat insulating material having high thermal resistance. The heat insulating part 82 is filled between the light source 22 and the sensor 30 and is formed of a heat insulating material having a low thermal conductivity.
Thus, by filling the heat insulating portions 81 and 82, the thermal resistance between the light source 21, the light source 22, and the sensor 30 is increased, and the heat generation of the light sources 21 and 22 affects the sensor 30. Since it can reduce, detection accuracy can be raised.
（第５実施形態）
図９を参照し、他の実施態様について示す。
図９は、本実施形態におけるエンコーダの構成を示す図である。
図９に示す構成において、図１、図３と同じ構成には同じ符号を附す。
図９（ａ）に示す構成では、図１に示した構成に対し、基板８０に代えて、基板８０ａと基板８０ｂとが設けられる。
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示した構成の鳥瞰図である。図９（ｂ）に示すように、基板８０ａには、光源２１と光源２２が配置され、基板８０ｂには、センサ３０が配置される。また、基板８０ａと基板８０ｂ間の熱抵抗を高くすることにより、光源２１と光源２２、及び、センサ３０間の熱抵抗を高くすることができる。
このように、基板８０ａと基板８０ｂとを分離することにより、光源２１、光源２２と、センサ３０との間の熱抵抗が高くなり、光源２１、２２の発熱によって、センサ３０への影響を低減できることから検出精度を高めることができる。
(Fifth embodiment)
With reference to FIG. 9, another embodiment is shown.
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the encoder in the present embodiment.
In the configuration shown in FIG. 9, the same components as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals.
In the configuration shown in FIG. 9A, a substrate 80a and a substrate 80b are provided in place of the substrate 80 as compared with the configuration shown in FIG.
FIG. 9B is a bird's-eye view of the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 9B, the light source 21 and the light source 22 are disposed on the substrate 80a, and the sensor 30 is disposed on the substrate 80b. Moreover, the thermal resistance between the light source 21, the light source 22, and the sensor 30 can be increased by increasing the thermal resistance between the substrate 80a and the substrate 80b.
Thus, by separating the substrate 80a and the substrate 80b, the thermal resistance between the light source 21, the light source 22, and the sensor 30 is increased, and the heat generation of the light sources 21, 22 reduces the influence on the sensor 30. Therefore, the detection accuracy can be increased.
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、センサ３０は、２次元イメージセンサとする実施態様を示したが、リニア型の１次元センサも適用可能である。符号板１０の移動方向と、１次元センサの光検出素子が配列される方向を一致させることが好適である。
また、２つの光源の配置を、センサ３０の受光面に対して平面視した状態で、センサ３０を挟んだ状態となる実施態様を示したが、２つの光源をセンサに対して同じ方向に配置することも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, although the embodiment has been described in which the sensor 30 is a two-dimensional image sensor, a linear one-dimensional sensor is also applicable. It is preferable that the moving direction of the code plate 10 coincides with the direction in which the light detection elements of the one-dimensional sensor are arranged.
In addition, an embodiment has been described in which the arrangement of the two light sources is in a state of sandwiching the sensor 30 in a plan view with respect to the light receiving surface of the sensor 30, but the two light sources are arranged in the same direction with respect to the sensor. It is also possible to do.
また、符号板１０(スケール板)は、反射型とする実施態様を示したが、透過型とする構成とすることにより可能である。その場合、符号板１０とセンサ３０との間の光路中に、偏向部材を配置することにより可能となる。その、偏向部材は、例えば、コリメータレンズなどが適用できる。或いは、センサ３０とスケール板のスリットと光源が直線状に配置されるように、光源の光軸をセンサ３０の受光面の法線に対して斜めになるように配置する、などの構成とすることにより透過型の符号板を用いた場合にも適用が可能である。
また、透過型とした場合においても、光源を照射させるタイミング（又は点灯時間）を制御して変えることも可能である。
Moreover, although the code | symbol board 10 (scale board) showed the embodiment made into a reflection type, it is possible by setting it as a transmission type structure. In that case, it becomes possible by arranging a deflecting member in the optical path between the code plate 10 and the sensor 30. As the deflection member, for example, a collimator lens can be applied. Alternatively, the sensor 30, the slit of the scale plate, and the light source are arranged linearly so that the optical axis of the light source is inclined with respect to the normal line of the light receiving surface of the sensor 30. Therefore, the present invention can be applied even when a transmission type code plate is used.
Even in the case of the transmissive type, it is possible to control and change the timing (or lighting time) at which the light source is irradiated.
なお、本実施形態におけるエンコーダ（１）は、第１のパターン（１１）と第２のパターン（１２）とが互いに並列して移動方向に沿って設けられたスケール板（１０）と、第１のパターン（１１）に照射される第１の光（Ｌ１）と第２のパターン（１２）に照射される第２の光（Ｌ２）とを受光する受光面（３５）を有するセンサ部（３０）と、第１の光（Ｌ１）を射出する第１の発光素子（２１）と、第２の光（Ｌ２）を射出する第２の発光素子（２２）と、を備え、第１の発光素子（２１）は、受光面（３５）に直交する第１平面（Ｐ１）によって分割される２つの領域の一方（３１）に配置され、第２の発光素子（２２）は、第１平面（Ｐ１）によって分割される２つの領域のうち第１の発光素子（２１）とは異なる他方の領域（３２）に配置される。 The encoder (1) in the present embodiment includes a scale plate (10) in which a first pattern (11) and a second pattern (12) are provided in parallel with each other along the moving direction, Sensor unit (30) having a light receiving surface (35) for receiving the first light (L1) irradiated to the pattern (11) and the second light (L2) irradiated to the second pattern (12). ), A first light emitting element (21) that emits first light (L1), and a second light emitting element (22) that emits second light (L2). The element (21) is disposed in one of the two regions (31) divided by the first plane (P1) orthogonal to the light receiving surface (35), and the second light emitting element (22) is the first plane ( Of the two regions divided by P1), the other region different from the first light emitting element (21) (3 ) Is in place.
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）と第２の発光素子（２２）との発光タイミングを制御する制御部（９０）を備える。
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）と第２の発光素子（２２）とは、点灯時間が重複しないようにそれぞれ間欠的に点灯する。
また、上記のエンコーダ（１）において、センサ部（３０）は、発光タイミングに同期して、第１の光（Ｌ１）と第２の光（Ｌ２）とを検出する。
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の光（Ｌ１）と第２の光（Ｌ２）とは、互いに異なる波長の光である。
また、上記のエンコーダ（１）は、センサ部（３０）は、第１の光（Ｌ１）の波長（λ１）と第２の光（Ｌ２）の波長（λ２）とに対応させて、第１の光（Ｌ１）及び第２の光（Ｌ２）を検出する。
The encoder (1) includes a control unit (90) for controlling the light emission timings of the first light emitting element (21) and the second light emitting element (22).
Moreover, in said encoder (1), a 1st light emitting element (21) and a 2nd light emitting element (22) are lighted intermittently so that lighting time may not overlap.
In the encoder (1), the sensor unit (30) detects the first light (L1) and the second light (L2) in synchronization with the light emission timing.
In the encoder (1), the first light (L1) and the second light (L2) are light having different wavelengths.
In the encoder (1), the sensor unit (30) corresponds to the wavelength (λ1) of the first light (L1) and the wavelength (λ2) of the second light (L2). The light (L1) and the second light (L2) are detected.
また、上記のエンコーダ（１）において、センサ部（３０）は、第１の光（Ｌ１）及び第２の光（Ｌ２）が照射される受光領域に応じて、第１の光（Ｌ１）の波長（λ１）と第２の光（Ｌ２）の波長（λ２）とを識別可能な感度特性を有する。
また、上記のエンコーダ（１）において、センサ部（３０）は、受光面（３５）において２次元に配列された複数の光検出素子を備え、複数の光検出素子が受光した光量に基づいて第１の光（Ｌ１）と第２の光（Ｌ２）とを検出する。
Moreover, in said encoder (1), a sensor part (30) of 1st light (L1) according to the light reception area | region irradiated with 1st light (L1) and 2nd light (L2). It has a sensitivity characteristic capable of distinguishing the wavelength (λ1) and the wavelength (λ2) of the second light (L2).
In the encoder (1), the sensor unit (30) includes a plurality of light detection elements arranged in a two-dimensional manner on the light receiving surface (35), and the sensor unit (30) receives the light received by the plurality of light detection elements. The first light (L1) and the second light (L2) are detected.
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）は、第１の波長の光（Ｌ１）を射出し、第２の発光素子（２２）は、第１の波長(λ１)と異なる第２の波長（λ２）の光（Ｌ２）を射出し、センサ部（３０）は、第１の波長(λ１)を識別する第１の受光領域（３１）である第１の光検出素子と、第２の波長（λ２）を識別する受光領域（３２）である第２の光検出素子とが、交互に配列され、第１の光検出素子と第２の光検出素子に応じて第１と第２の波長を識別する。 In the encoder (1), the first light emitting element (21) emits light (L1) having the first wavelength, and the second light emitting element (22) has the first wavelength (λ1). The light (L2) having a second wavelength (λ2) different from the first wavelength is emitted, and the sensor unit (30) is a first light detection region (31) that identifies the first wavelength (λ1). The elements and the second photodetecting elements which are the light receiving regions (32) for identifying the second wavelength (λ2) are alternately arranged, and the first photodetecting elements and the second photodetecting elements are arranged according to the first photodetecting elements and the second photodetecting elements. Identify first and second wavelengths.
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）と第２の発光素子（２２）とは、センサ部（３０）と隔離してそれぞれ配置される。
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）及び第２の発光素子（２２）は、センサ部（３０）の配置される基板（８０ａ）とは異なる基板（８０ｂ）に配置される。
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）と第２の発光素子（２２）とは、センサ部（３０）の受光面（３５）を平面視して、センサ部（３０）を挟んでそれぞれ配置される。
In the encoder (1), the first light emitting element (21) and the second light emitting element (22) are arranged separately from the sensor unit (30).
In the encoder (1), the first light emitting element (21) and the second light emitting element (22) are formed on a substrate (80b) different from the substrate (80a) on which the sensor unit (30) is arranged. Be placed.
In the encoder (1), the first light emitting element (21) and the second light emitting element (22) are configured so that the light receiving surface (35) of the sensor part (30) is viewed in plan view. 30).
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）と第２の発光素子（２２）とは、受光面（３５）と同一平面上に配置される。
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）は、第１の光（Ｌ１）の光軸を第１のパターン（１１）に向けて配置され、第２の発光素子（２２）は、第２の光（Ｌ２）の光軸を第２のパターン（１２）に向けて配置される。
In the encoder (1), the first light emitting element (21) and the second light emitting element (22) are arranged on the same plane as the light receiving surface (35).
In the encoder (1), the first light emitting element (21) is arranged with the optical axis of the first light (L1) facing the first pattern (11), and the second light emitting element ( 22) is arranged with the optical axis of the second light (L2) directed toward the second pattern (12).
また、上記のエンコーダ（１）において、第１の発光素子（２１）及び第２の発光素子（２２）は、受光面（３５）に対して斜めにそれぞれ配置される。
また、上記のエンコーダ（１）において、第１のパターン（１１）は、移動方向（ｘ軸方向）における位置を絶対位置として識別するアブソリュートパターンである。
Moreover, in said encoder (1), a 1st light emitting element (21) and a 2nd light emitting element (22) are each arrange | positioned diagonally with respect to a light-receiving surface (35).
In the encoder (1), the first pattern (11) is an absolute pattern that identifies a position in the movement direction (x-axis direction) as an absolute position.
本実施形態に示すエンコーダは、１つのセンサを用いて２つのパターンによって示される位置情報を検出できる。小型化することにより、２つのパターンの光が干渉するような場合でも、それらの信号を容易に分離することができることから、簡素な構成で検出精度を向上することができる。 The encoder shown in the present embodiment can detect position information indicated by two patterns using one sensor. By downsizing, even if two patterns of light interfere with each other, the signals can be easily separated, so that the detection accuracy can be improved with a simple configuration.
１ エンコーダ
１０ 符号板
１１、１２ パターン
２１、２２ 光源
３０ センサ
３１、３２ 領域
３５ 受光面
９０ 制御部
Ｌ１、Ｌ２ 光（反射光１１ｓ、１２ｓ）
Ｐ１ 平面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Encoder 10 Code | symbol 11, 12 Pattern 21, 22 Light source 30 Sensor 31, 32 Area | region 35 Light-receiving surface 90 Control part L1, L2 Light (Reflected light 11s, 12s)
P1 plane
Claims (16)
前記第１のパターンに照射される第１の光と第２のパターンに照射される第２の光とを受光する受光面を有するセンサ部と、
前記第１の光を射出する第１の発光素子と、
前記第２の光を射出する第２の発光素子と、
を備え、
前記第１の発光素子は、前記受光面に直交する第１平面によって分割される２つの領域の一方に配置され、
前記第２の発光素子は、前記第１平面によって分割される２つの領域のうち前記第１の発光素子とは異なる他方の領域に配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 A scale plate in which the first pattern and the second pattern are provided in parallel with each other along the moving direction;
A sensor unit having a light receiving surface for receiving the first light irradiated on the first pattern and the second light irradiated on the second pattern;
A first light emitting element that emits the first light;
A second light emitting element that emits the second light;
With
The first light emitting element is disposed in one of two regions divided by a first plane orthogonal to the light receiving surface,
The second light emitting element is disposed in the other region different from the first light emitting element among the two regions divided by the first plane.
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子との発光タイミングを制御する制御部を備える、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to claim 1, wherein
A control unit for controlling the light emission timing of the first light emitting element and the second light emitting element;
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とは、点灯時間が重複しないようにそれぞれ間欠的に点灯する、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to claim 1 or 2,
The first light emitting element and the second light emitting element are intermittently lit so that lighting times do not overlap,
An encoder characterized by that.
前記センサ部は、前記発光タイミングに同期して、前記第１の光と前記第２の光とを検出する、
ことを特徴とするエンコーダ。 An encoder according to claim 2 or claim 3,
The sensor unit detects the first light and the second light in synchronization with the light emission timing;
An encoder characterized by that.
前記第１の光と前記第２の光とは、互いに異なる波長の光である、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 4,
The first light and the second light are light having different wavelengths,
An encoder characterized by that.
前記センサ部は、前記第１の光の波長と前記第２の光の波長とに対応させて、前記第１の光及び前記第２の光を検出する、
ことを特徴とするエンコーダ。 An encoder according to any one of claims 1 to 5,
The sensor unit detects the first light and the second light in correspondence with the wavelength of the first light and the wavelength of the second light;
An encoder characterized by that.
前記センサ部は、前記第１の光及び前記第２の光が照射される受光領域に応じて、前記第１の光の波長と前記第２の光の波長とを識別可能な感度特性を有する、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 6,
The sensor unit has a sensitivity characteristic capable of distinguishing between the wavelength of the first light and the wavelength of the second light according to a light receiving region irradiated with the first light and the second light. ,
An encoder characterized by that.
前記センサ部は、
前記受光面において２次元に配列された複数の光検出素子
を備え、
前記複数の光検出素子が受光した光量に基づいて前記第１の光と前記第２の光とを検出する、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 7,
The sensor unit is
A plurality of photodetectors arranged two-dimensionally on the light receiving surface;
Detecting the first light and the second light based on the amount of light received by the plurality of light detection elements;
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子は、
第１の波長の光を射出し、
前記第２の発光素子は、
前記第１の波長と異なる第２の波長の光を射出し、
前記センサ部は、
前記第１の波長を識別する第１の受光領域である第１の前記光検出素子と、第２の波長を識別する受光領域である第２の前記光検出素子とが、交互に配列され、前記第１の光検出素子と前記第２の光検出素子に応じて前記第１と第２の波長を識別する
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to claim 8, wherein
The first light emitting element includes:
Emit light of a first wavelength;
The second light emitting element is:
Emitting light of a second wavelength different from the first wavelength;
The sensor unit is
The first light-detecting elements that are first light-receiving areas that identify the first wavelength and the second light-detecting elements that are light-receiving areas that identify the second wavelength are alternately arranged, An encoder that identifies the first and second wavelengths according to the first light detection element and the second light detection element.
前記第１の発光素子と第２の発光素子とは、前記センサ部と隔離してそれぞれ配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 An encoder according to any one of claims 1 to 9,
The first light emitting element and the second light emitting element are disposed separately from the sensor unit, respectively.
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子は、センサ部の配置される基板とは異なる基板に配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 10,
The first light emitting element and the second light emitting element are disposed on a substrate different from the substrate on which the sensor unit is disposed.
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子と第２の発光素子とは、前記センサ部の受光面を平面視して、前記センサ部を挟んでそれぞれ配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 11,
The first light-emitting element and the second light-emitting element are respectively disposed across the sensor unit in plan view of the light receiving surface of the sensor unit.
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子とは、前記受光面と同一平面上に配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 12,
The first light emitting element and the second light emitting element are disposed on the same plane as the light receiving surface.
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子は、前記第１の光の光軸を前記第１のパターンに向けて配置され、
前記第２の発光素子は、前記第２の光の光軸を前記第２のパターンに向けて配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 13,
The first light emitting element is disposed with the optical axis of the first light directed toward the first pattern,
The second light emitting element is disposed with the optical axis of the second light directed toward the second pattern.
An encoder characterized by that.
前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子は、前記受光面に対して斜めにそれぞれ配置される、
ことを特徴とするエンコーダ。 The encoder according to any one of claims 1 to 14,
The first light emitting element and the second light emitting element are respectively disposed obliquely with respect to the light receiving surface.
An encoder characterized by that.
前記第１のパターンは、前記移動方向における位置を絶対位置として識別するアブソリュートパターンである
ことを特徴とするエンコーダ。
The encoder according to any one of claims 1 to 15,
The encoder, wherein the first pattern is an absolute pattern that identifies a position in the moving direction as an absolute position.
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