JP2012233755A - Optical encoder and absolute position detecting method for the same - Google Patents

Optical encoder and absolute position detecting method for the same Download PDF

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宏樹 太田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the assembling ease of a main scale without losing the intrinsic absolute position detecting function.SOLUTION: An optical encoder has a main scale 12 comprising consecutively arrayed light transmitters or light reflectors, a light receiver having a plurality of light receiving elements arranged to be shiftable relative to the main scale and associated with the pitch of the light transmitters or the light reflectors, and a light emitter that irradiates the light receiver with light via the main scale, wherein the main scale has optically discontinuous parts in the relative shifting direction, a plurality of the discontinuous parts S41 to S44 are symmetrically arranged on each of the two sides of the central position of the main scale, and the discontinuous parts on each side have discontinuity patterns of different types.

Description

本発明は、変位測定に用いられ絶対位置検出を可能とする光学式エンコーダおよび絶対位置検出方法に関するものである。   The present invention relates to an optical encoder and an absolute position detection method that are used for displacement measurement and enable absolute position detection.

光学式エンコーダは基本的に、光学格子が形成されたメインスケールと、メインスケールに光を照射する光源と、メインスケールの光学格子を透過または反射し、戻ってくる光を受光する受光素子アレイとを備えた構成とされている。   The optical encoder basically includes a main scale on which an optical grating is formed, a light source that irradiates light to the main scale, a light receiving element array that transmits or reflects the optical grating of the main scale, and receives the returning light. It is set as the structure provided with.

この光学式エンコーダはインクリメンタル型といわれ、スケールの移動に対してパルスの増減によりその移動量を検出することが可能である。インクリメンタル型の問題点として、絶対位置が不明のため、絶対位置を検出するセンサが別途必要となるという問題がある。   This optical encoder is said to be an incremental type, and the amount of movement can be detected by increasing or decreasing the pulse with respect to the movement of the scale. A problem of the incremental type is that the absolute position is unknown, so that a sensor for detecting the absolute position is required separately.

そこでこの問題を解決する手段として、メインスケールに欠落部分を設け、それによる出力信号の振幅の変化を読み取ることで絶対基準位置を取得する方式が特許文献1にて提案されている。   Therefore, as means for solving this problem, Patent Document 1 proposes a method of obtaining an absolute reference position by providing a missing portion in the main scale and reading a change in the amplitude of the output signal.

図4は透過型の光学式エンコーダの斜視図であり、光源11の下方に、メインスケール12、フォトダイオードアレイ14を配列した受光部13が順次位置している。そして、メインスケール12が他の光学部材に対して矢印方向に移動可能とされている。   FIG. 4 is a perspective view of a transmissive optical encoder. A light receiving unit 13 in which a main scale 12 and a photodiode array 14 are arranged is sequentially positioned below the light source 11. The main scale 12 is movable in the direction of the arrow with respect to the other optical members.

図5はメインスケール12の平面図を示し、メインスケール12上に等間隔に矩形状のスリットS1、S2、・・・が配列されている。ただし、スリットS10のみは光線不透過領域の欠落部分とされ、原点検出のための特異点とされている。   FIG. 5 is a plan view of the main scale 12, and rectangular slits S1, S2,... Are arranged on the main scale 12 at equal intervals. However, only the slit S10 is a missing portion of the light-opaque region and is a singular point for detecting the origin.

図6は反射型の光学式エンコーダの斜視図であり、受光部13に対し相対的に矢印の方向に移動可能なメインスケール16を備え、メインスケール16には細かい間隔で反射部と非反射部とが設けられており、受光部13上に明暗の分布を与える。また、前述の原点検出の特異点はメインスケール16では非反射部により設けられる。   FIG. 6 is a perspective view of a reflective optical encoder, which includes a main scale 16 that can move in the direction of the arrow relative to the light receiving portion 13, and the main scale 16 has a reflective portion and a non-reflective portion at fine intervals. And provide a light and dark distribution on the light receiving unit 13. Further, the above-described singular point for origin detection is provided on the main scale 16 by a non-reflecting portion.

図7はフォトダイオードアレイ14の配列を示し、フォトダイオードP1、P2、P3、P4が受光エレメントとして0°、90°、180°、270°の関係になるように繰り返して規則正しく並べられている。光源11から発せられた光束はメインスケール12に照射され、メインスケール12のスリットSを透過した光束が受光部13上のフォトダイオードアレイ14上に照射される。そのときの光強度分布を示したのが図7の15の波形である。   FIG. 7 shows the arrangement of the photodiode array 14. The photodiodes P 1, P 2, P 3, and P 4 are arranged regularly and repeatedly as light receiving elements so as to have a relationship of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °. The light beam emitted from the light source 11 is applied to the main scale 12, and the light beam transmitted through the slit S of the main scale 12 is applied to the photodiode array 14 on the light receiving unit 13. The light intensity distribution at that time is shown by the waveform 15 in FIG.

図8は処理回路の構成を示す。フォトダイオードアレイ14のフォトダイオードP1〜P4から得られた受光量に見合う電流は、電流電圧回路21において電圧に変換され、変換信号を差動増幅器22に差動入力し、エンコーダ信号A、Bが得られる。また、フォトダイオードP1〜P4の和信号Cが、和算回路23から出力される。   FIG. 8 shows the configuration of the processing circuit. A current commensurate with the amount of received light obtained from the photodiodes P1 to P4 of the photodiode array 14 is converted into a voltage in the current voltage circuit 21, and the converted signal is differentially input to the differential amplifier 22, and the encoder signals A and B are can get. The sum signal C of the photodiodes P1 to P4 is output from the summation circuit 23.

図9は電流電圧回路21の4つの出力信号を示す。メインスケール12のスリットSを透過した光束による区間31は、フォトダイオードP1、P2、P3、P4の出力位相差の関係を示している。また、区間32では欠落スリットS10の部分がフォトダイオードアレイ14に重なった場合の出力を示している。本来、スリットSとして存在しているはずの欠落スリットS10からの光量がフォトダイオードP1〜P4に届かないため、本来であればスリット3個分の透過光の出力があるはずの振幅が、スリット1個分減少し正規の2/3の出力となる。   FIG. 9 shows four output signals of the current / voltage circuit 21. A section 31 by a light beam transmitted through the slit S of the main scale 12 shows the relationship of output phase differences of the photodiodes P1, P2, P3, and P4. In section 32, the output when the missing slit S10 overlaps the photodiode array 14 is shown. Since the amount of light from the missing slit S10 that should originally exist as the slit S does not reach the photodiodes P1 to P4, the amplitude that should have the output of transmitted light for three slits is the slit 1 Decreases by one and becomes a regular 2/3 output.

図10の上段はフォトダイオードP1〜P4の信号をすべて重ねてあらわした波形図であり、中段はそのときの差増増幅器22の出力A、Bを、下段は和算回路23の出力である和信号Cの変化の様子を示している。ここに示すように、欠落スリットS10の影響を受けて、受光光量の和信号Cは波形周期にして3周期分にわたり出力が約2/3に低下する。この3周期の長さはフォトダイオードアレイ14の周期本数分の長さと一致する。同時に差動増幅器22の出力信号A、Bの振幅も減少することになる。それにより、この和信号Cの出力変化点や、差動増幅器出力A、Bの振幅変化点を原点信号として用いることが可能となる。   The upper stage of FIG. 10 is a waveform diagram in which the signals of the photodiodes P1 to P4 are all superimposed, the middle stage shows the outputs A and B of the differential amplifier 22 at that time, and the lower stage is the sum that is the output of the summing circuit 23. It shows how the signal C changes. As shown here, under the influence of the missing slit S10, the output signal of the sum signal C of the amount of received light is reduced to about 2/3 over three periods as a waveform period. The length of these three periods coincides with the length of the number of periods of the photodiode array 14. At the same time, the amplitudes of the output signals A and B of the differential amplifier 22 also decrease. As a result, the output change point of the sum signal C and the amplitude change points of the differential amplifier outputs A and B can be used as the origin signal.

図11は図5と異なるメインスケール12の平面図であり、欠落スリットSは1箇所ではなく、スリットS10以外にスリットS13を2個離して設けられている。図12はこのときの出力信号の様子を示したものであり、振幅や出力が減少する領域の幅が、図5に示される欠落スリットS10が1箇所のものに比べて長くなる。   FIG. 11 is a plan view of the main scale 12 different from FIG. 5, and the missing slit S is not provided at one place, but two slits S <b> 13 are provided apart from the slit S <b> 10. FIG. 12 shows the state of the output signal at this time, and the width of the region where the amplitude and output decrease is longer than that of the missing slit S10 shown in FIG.

また、図13はメインスケール12に連続した2つの欠落スリットS10、S11を設けたものである。図14はこのときの出力信号の様子を示したものであり、和信号Cは2周期分にわたって出力が約1/3に低下する。   Further, FIG. 13 is provided with two missing slits S10 and S11 continuous to the main scale 12. FIG. 14 shows the state of the output signal at this time, and the output of the sum signal C drops to about 3 over two periods.

これら、図5〜図14からわかるように、欠落スリットSの配置パターンによって、それぞれ異なった出力信号を得ることができる。   As can be seen from FIGS. 5 to 14, different output signals can be obtained depending on the arrangement pattern of the missing slits S.

特開2005−291980号公報JP 2005-291980 A

光学式エンコーダに使用されるメインスケールは、基本的に変位を測定する物体の移動距離以上の長さが必要である。そのメインスケール全長のどの位置に原点(絶対位置)検出用の欠落スリットを設けるかは、その光学式エンコーダを使用する装置や、原点検出のシーケンスによって異なり、必ずしもメインスケールの中央位置とは限らない。   The main scale used for the optical encoder basically needs to be longer than the moving distance of the object whose displacement is to be measured. The position of the origin (absolute position) detection slit at the full length of the main scale depends on the device using the optical encoder and the origin detection sequence, and is not necessarily the center position of the main scale. .

ここで、図15のように欠落スリットS51をメインスケール12の端に設ける場合を考える。このようなメインスケール12が存在した場合には、このメインスケール12を装置に組み込む際には必ず決められた方向にメインスケール12を組み込む必要があり、組立作業者の作業性を阻害する要因の一つとなりうる。だからといって、図16のように組立性をあげるためにメインスケール12の両端に同様の欠落スリットS52、S53を設けて方向性を無くしてしまうと、2つある欠落スリットS52、S53のうちどちらの欠落スリットを検出したかが分からなくなってしまう。そのため、本来の原点検出としての機能を失ってしまう。   Here, consider a case where the missing slit S51 is provided at the end of the main scale 12 as shown in FIG. When such a main scale 12 is present, it is necessary to incorporate the main scale 12 in a predetermined direction when incorporating the main scale 12 into the apparatus, which is a factor that hinders the workability of the assembly operator. Can be one. However, if the same missing slits S52 and S53 are provided at both ends of the main scale 12 in order to improve assemblability as shown in FIG. 16 and the directionality is lost, which of the two missing slits S52 and S53 is missing. I don't know if the slit was detected. For this reason, the original function of origin detection is lost.

(発明の目的)
本発明の目的は、本来の絶対位置検出機能を失うことなく、メインスケールの組立性を改善することができる光学式エンコーダおよび光学式エンコーダの絶対位置検出方法を提供することである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide an optical encoder and an absolute position detection method for an optical encoder that can improve assemblability of a main scale without losing the original absolute position detection function.

上記目的を達成するために、本発明の光学式エンコーダは、光透過部または光反射部を連続して配列したメインスケールと、前記メインスケールに対して相対移動可能かつ前記光透過部または光反射部のピッチに関係付けをして配設された複数の受光素子を有する受光部と、前記メインスケールを介して前記受光部に光を照射する発光部とを有し、前記メインスケールは前記相対移動方向に光学的に不連続部分を有する光学式エンコーダにおいて、前記不連続部分が、前記メインスケールの中央位置に対して対称に片側複数個ずつ両側に配置され、前記片側複数個の不連続部分が、異なる種別の不連続性パターンを持つことを特徴とするものである。   To achieve the above object, an optical encoder according to the present invention includes a main scale in which a light transmitting portion or a light reflecting portion is continuously arranged, a relative movement with respect to the main scale, and the light transmitting portion or the light reflecting portion. A light-receiving unit having a plurality of light-receiving elements arranged in relation to the pitch of the unit, and a light-emitting unit that irradiates light to the light-receiving unit through the main scale, the main scale being the relative An optical encoder having optically discontinuous portions in a moving direction, wherein the discontinuous portions are arranged on both sides symmetrically with respect to a central position of the main scale, and the discontinuous portions on one side are arranged. Are characterized by having different types of discontinuity patterns.

本発明によれば、本来の絶対位置検出機能を失うことなく、メインスケールの組立性を改善することができる。   According to the present invention, the assemblability of the main scale can be improved without losing the original absolute position detection function.

本発明の実施例におけるメインスケールを示す平面図である。It is a top view which shows the main scale in the Example of this invention. 絶対位置検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an absolute position detection process. 欠落パターン検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a missing pattern detection process. 従来の透過型光学式エンコーダを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional transmission type optical encoder. 従来の欠落スリットを1個設けたメインスケールの平面図である。It is a top view of the main scale which provided one conventional missing slit. 従来の反射型光学式エンコーダを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional reflection type optical encoder. 従来のフォトダイオードアレイの配列および光強度分布を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | sequence and light intensity distribution of the conventional photodiode array. 従来の処理回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional processing circuit. フォトダイオードP1〜P4の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of photodiode P1-P4. 図5の場合の差増増幅器および和算回路の出力を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating outputs of a differential amplifier and a summing circuit in the case of FIG. 5. 欠落スリットを間隔あけて2個設けたメインスケールの平面図である。It is a top view of the main scale which provided two missing slits at intervals. 図11の場合の差増増幅器および和算回路の出力を示す図である。It is a figure which shows the output of the differential amplifier and summing circuit in the case of FIG. 欠落スリットを連続して2個設けたメインスケールの平面図である。It is a top view of the main scale which provided two missing slits continuously. 図13の場合の差増増幅器および和算回路の出力を示す図である。It is a figure which shows the output of the differential amplifier and summing circuit in the case of FIG. 欠落スリットを片側に1個のみ設けたメインスケールの平面図である。It is a top view of the main scale which provided only one missing slit on one side. 欠落スリットを片側に1個ずつ両側に設けたメインスケールの平面図である。It is a top view of the main scale which provided the missing slit on both sides one by one.

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に記載される通りである。実施例は本発明を限定するものではなく、また、実施例の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明に必須であるとは限らない。   The mode for carrying out the present invention is as described in the following examples. The examples do not limit the present invention, and not all combinations of features described in the examples are essential to the present invention.

本発明の光学式エンコーダは、図4、図6に示されるように、光透過部または光反射部を連続して配列したメインスケールを有する。また、メインスケールに対して相対移動可能かつ光透過部または光反射部のピッチに関係付けをして配設された複数の受光素子を有する受光部を有する。また、メインスケールを介して受光部に光を照射する発光部を有する。   As shown in FIGS. 4 and 6, the optical encoder of the present invention has a main scale in which light transmission parts or light reflection parts are continuously arranged. In addition, the light receiving unit includes a plurality of light receiving elements that are movable relative to the main scale and are arranged in association with the pitch of the light transmitting unit or the light reflecting unit. Moreover, it has the light emission part which irradiates light to a light-receiving part via a main scale.

図1は本発明の実施例におけるメインスケール12の平面図である。メインスケール12は、相対移動方向に光学的な不連続部分を構成するS41〜S44の4つの欠落スリットパターンを設けている。欠落スリットパターンS41とS44、S42とS43はメインスケール12の中央位置に対しておのおの対称の位置に片側複数個ずつ両側に配置されたものであり、片側2個ずつの例として示されている。そして、それぞれ同じパターンによってスリットを欠落状態にさせて不連続部分として形成されている。ここでは仮に欠落スリットパターンS41、S44は2個のスリットを欠落させたパターン(以後、Aパターンとする)、欠落スリットパターンS42、S43は1個のスリットを欠落させたパターン(以後、Bパターンとする)とする。Aパターン、Bパターンは異なる種別の不連続性パターンを構成する。このように複数の欠落スリットパターンを中央位置に対称に配置することで、メインスケール12の方向性が無くなり、組立性を改善することができる。   FIG. 1 is a plan view of a main scale 12 in an embodiment of the present invention. The main scale 12 is provided with four missing slit patterns S41 to S44 that constitute optical discontinuous portions in the relative movement direction. The missing slit patterns S41 and S44, and S42 and S43 are arranged on both sides in a plurality of sides on each side at symmetrical positions with respect to the central position of the main scale 12, and are shown as an example of two on one side. Then, the slits are made in a missing state by the same pattern, and are formed as discontinuous portions. Here, the missing slit patterns S41 and S44 are patterns in which two slits are missing (hereinafter referred to as A pattern), and the missing slit patterns S42 and S43 are patterns in which one slit is missing (hereinafter referred to as B pattern). ). The A pattern and the B pattern constitute different types of discontinuity patterns. Thus, by arranging a plurality of missing slit patterns symmetrically at the center position, the directivity of the main scale 12 is eliminated, and the assemblability can be improved.

また、図1の下段にはこのメインスケール12における和信号Cの出力を示している。前述の図5、図10や図13、図14で説明した通り和信号Cの電圧低下レベルや低下時間はその対応するメインスケールの欠落スリットパターンによって異なる。そのため、その和信号Cの出力によって欠落スリットパターンがAパターンとBパターンのどちらのパターンなのかを識別することができる。   The lower part of FIG. 1 shows the output of the sum signal C in the main scale 12. As described with reference to FIGS. 5, 10, 13, and 14, the voltage drop level and the drop time of the sum signal C differ depending on the corresponding main scale missing slit pattern. Therefore, it is possible to identify whether the missing slit pattern is the A pattern or the B pattern by the output of the sum signal C.

次に、図1のメインスケール12に対しての絶対位置検出方法を図2のフローチャートを用いて説明する。そこで説明のために、図1において欠落スリットパターンS41、S42、S43、S44の各絶対位置をL2、L1、R1、R2とする。   Next, an absolute position detection method for the main scale 12 of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG. Therefore, for the sake of explanation, the absolute positions of the missing slit patterns S41, S42, S43, and S44 in FIG. 1 are denoted by L2, L1, R1, and R2.

まず、ステップS101にて初期化処理を行う。初期化処理のステップS101では光源11(発光部)の電源投入や内部処理フラグのクリアなどを行う。次に、ステップS102にて起動時の光学式エンコーダの現状位置を仮の絶対位置(仮原点)として設定する。続いて、絶対位置検出をするためにアクチュエータを動作させ(S103)、第一の欠落スリットパターンを探索する(S106)。なお、ここでは駆動方向は予め定められた一方向、例えば図1における右方向とする。   First, initialization processing is performed in step S101. In step S101 of the initialization process, the light source 11 (light emitting unit) is turned on, the internal processing flag is cleared, and the like. Next, in step S102, the current position of the optical encoder at the time of activation is set as a temporary absolute position (temporary origin). Subsequently, the actuator is operated to detect the absolute position (S103), and the first missing slit pattern is searched (S106). Here, the driving direction is a predetermined direction, for example, the right direction in FIG.

そして、第一(一番目)の欠落スリットパターンを検出したら(S107)、その第一の欠落スリットパターンの種別(AパターンかBパターン)を記憶し(S108)、さらにその欠落スリットパターンの仮絶対位置も記憶する(S109)。この際、欠落スリットパターンが見つかる前に駆動範囲端に達してしまった場合には(S104)、逆方向に探索を行うか、もしくはエラー処理とする(S105)。   When the first (first) missing slit pattern is detected (S107), the type of the first missing slit pattern (A pattern or B pattern) is stored (S108), and the temporary absolute of the missing slit pattern is stored. The position is also stored (S109). At this time, if the drive range end is reached before the missing slit pattern is found (S104), the search is performed in the reverse direction or error processing is performed (S105).

ここで一旦、図3のフローチャートと図14の出力信号波形を用いて、欠落スリットパターンの検出方法について説明する。まず、フォトダイオードアレイP1〜P4の出力の和信号Cの値xを取得する(S201)。そして、その和信号Cの値xが所定のレベル内(LV1<x<LV2)であるかどうかを判定する(S202)。もし、所定の出力レベル内ではなかったものが、所定レベル内に入った場合(S203)には、その所定レベル内に入ったときの光学式エンコーダの仮絶対位置として欠落開始位置Pos1を記憶し(S204)、欠落測定フラグをセットする(S205)。この欠落測定フラグはセットされることで、現在、和信号Cの出力が所定レベル内にあることを示している。   Here, the detection method of a missing slit pattern will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the output signal waveform of FIG. First, the value x of the sum signal C of the outputs of the photodiode arrays P1 to P4 is acquired (S201). Then, it is determined whether or not the value x of the sum signal C is within a predetermined level (LV1 <x <LV2) (S202). If the value not within the predetermined output level falls within the predetermined level (S203), the missing start position Pos1 is stored as the temporary absolute position of the optical encoder when the predetermined level is entered. (S204), a missing measurement flag is set (S205). Setting this missing measurement flag indicates that the output of the sum signal C is currently within a predetermined level.

そして、一度所定レベル内にあった信号が所定レベル外となった場合(S206)には、その所定レベルから外れた際の仮絶対位置として欠落終了位置Pos2をも記憶し、欠落測定フラグをクリアする(S207,S208)。この欠落開始位置Pos1と欠落終了位置Pos2から、その欠落スリットパターンの欠落幅を求めることができ(S209)、それによって所定の欠落幅であるかどうかを判定(S210)する。それら欠落スリットパターン通過中の和信号Cの出力レベルと欠落幅から、欠落スリットパターンの種別を判定し、それにより欠落スリットパターンを検出したものとする(S211)。このとき同時に、欠落開始位置Pos1および欠落終了位置Pos2から、その中点を欠落スリットパターンの仮絶対位置として算出する(S212)。   When the signal once within the predetermined level goes out of the predetermined level (S206), the missing end position Pos2 is also stored as a temporary absolute position when the signal deviates from the predetermined level, and the missing measurement flag is cleared. (S207, S208). The missing width of the missing slit pattern can be obtained from the missing start position Pos1 and the missing end position Pos2 (S209), thereby determining whether or not it is a predetermined missing width (S210). It is assumed that the type of the missing slit pattern is determined from the output level and missing width of the sum signal C passing through the missing slit pattern, thereby detecting the missing slit pattern (S211). At the same time, the midpoint is calculated as the temporary absolute position of the missing slit pattern from the missing start position Pos1 and missing end position Pos2 (S212).

再び、図2のフローチャートを用いて絶対位置検出方法について説明する。第一の欠落スリットパターンの探索に続いて、次に第二(二番目)の欠落スリットパターンを探索する。引き続き、アクチュエータを動作させ(S110)、第二の欠落スリットパターンの検出を行う(S111)。このとき、第一の欠落スリットパターンから所定の距離以内で探索をおこなっても、二番目の欠落スリットパターンが見つからないとき(S113)には、第一の欠落スリットパターンの種別によって、第一の欠落スリットパターンがS41〜S44のどの欠落スリットパターンであったか判定することが可能となる(S114)。なお、ここでの所定の距離とは欠落スリットパターンS41とS42との距離とほぼ等しい。   The absolute position detection method will be described again using the flowchart of FIG. Following the search for the first missing slit pattern, the second (second) missing slit pattern is then searched. Subsequently, the actuator is operated (S110), and the second missing slit pattern is detected (S111). At this time, even if a search is performed within a predetermined distance from the first missing slit pattern, if the second missing slit pattern is not found (S113), the first missing slit pattern is classified according to the type of the first missing slit pattern. It is possible to determine which missing slit pattern of S41 to S44 the missing slit pattern is (S114). The predetermined distance here is substantially equal to the distance between the missing slit patterns S41 and S42.

もし、第一の欠落スリットパターンの種別がAパターンであった場合には、二番目の欠落スリットパターンが所定の距離移動しても見つからないことから、その第一の欠落スリットパターンは欠落スリットパターンS42であることが分かり(S116)、それにより第一の欠落スリットパターンの仮絶対位置は絶対位置L1と等しくなる。同様に、第一の欠落スリットパターンの種別がパターンBであった場合には、第一の欠落スリットパターンはS44であることがわかり(S118)、その結果絶対位置R2が求まる(S119)。   If the type of the first missing slit pattern is A pattern, the second missing slit pattern is not found even if it moves a predetermined distance. It can be seen that this is S42 (S116), whereby the provisional absolute position of the first missing slit pattern becomes equal to the absolute position L1. Similarly, when the type of the first missing slit pattern is pattern B, it is found that the first missing slit pattern is S44 (S118), and as a result, the absolute position R2 is obtained (S119).

一方、探索により第二の欠落スリットパターンが見つかった場合には、その第一および第二の欠落スリットパターンの種別から、絶対位置R1、L2を求めることができる。   On the other hand, when the second missing slit pattern is found by the search, the absolute positions R1 and L2 can be obtained from the types of the first and second missing slit patterns.

このように、駆動方向と2つの種別の欠落スリットパターンの検出順序によって、それぞれの欠落スリットパターンS41〜44を識別することができ、それによって絶対位置を求めることができる。   Thus, the missing slit patterns S41 to S44 can be identified by the driving direction and the detection order of the two types of missing slit patterns, and the absolute position can be obtained thereby.

12 メインスケール
S41、S42、S43、S44 欠落スリットパターン
L1、L2、R1、R2 絶対位置
12 Main scale S41, S42, S43, S44 Missing slit pattern L1, L2, R1, R2 Absolute position

Claims (3)

光透過部または光反射部を連続して配列したメインスケールと、
前記メインスケールに対して相対移動可能かつ前記光透過部または光反射部のピッチに関係付けをして配設された複数の受光素子を有する受光部と、
前記メインスケールを介して前記受光部に光を照射する発光部とを有し、
前記メインスケールは前記相対移動方向に光学的に不連続部分を有する光学式エンコーダにおいて、
前記不連続部分は、前記メインスケールの中央位置に対して対称に片側複数個ずつ両側に配置され、
前記片側複数個の不連続部分は、異なる種別の不連続性パターンを持つことを特徴とする光学式エンコーダ。
A main scale in which light transmission parts or light reflection parts are continuously arranged;
A light-receiving unit having a plurality of light-receiving elements that are relatively movable with respect to the main scale and are arranged in relation to the pitch of the light-transmitting part or the light-reflecting part;
A light emitting unit that irradiates light to the light receiving unit through the main scale,
In the optical encoder, the main scale has an optically discontinuous portion in the relative movement direction,
The discontinuous portions are arranged on both sides symmetrically with respect to the center position of the main scale, and are arranged on both sides.
The optical encoder characterized in that the plurality of discontinuous portions on one side have different types of discontinuous patterns.
前記不連続部分は、前記光透過部または光反射部の少なくとも1つの部分を欠落状態にすることにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の光学式エンコーダ。   The optical encoder according to claim 1, wherein the discontinuous portion is formed by removing at least one portion of the light transmission portion or the light reflection portion. 前記請求項1または2に記載の光学式エンコーダの絶対位置を検出する光学式エンコーダの絶対位置検出方法であって、
前記メインスケールを予め定められた一方向に駆動するステップと、
一番目の前記不連続部分の不連続性パターンと仮絶対位置を検出し、検出した不連続部分の不連続性パターンおよび仮絶対位置を記憶するステップと、
二番目の前記不連続部分の不連続性パターンを検出するステップと、
前記一番目の不連続部分の仮絶対位置から所定の距離以内で前記二番目の不連続部分の不連続性パターンを検出したか否かと、前記一番目の不連続部分の不連続性パターンの種別とによって、前記不連続部分の絶対位置を検出するステップとを有することを特徴とする光学式エンコーダの絶対位置検出方法。
An absolute position detection method for an optical encoder for detecting the absolute position of the optical encoder according to claim 1 or 2,
Driving the main scale in a predetermined direction;
Detecting a discontinuity pattern and a temporary absolute position of the first discontinuous portion, and storing the detected discontinuity pattern and the temporary absolute position of the discontinuous portion;
Detecting a discontinuity pattern of the second discontinuity;
Whether the discontinuity pattern of the second discontinuous portion is detected within a predetermined distance from the temporary absolute position of the first discontinuous portion, and the type of discontinuity pattern of the first discontinuous portion And a step of detecting an absolute position of the discontinuous portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017167017A (en) * 2016-03-17 2017-09-21 株式会社東京精密 Encoder having linear scale and its origin determination method

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