JP3358854B2 - 光学式エンコーダの原点信号生成装置 - Google Patents
光学式エンコーダの原点信号生成装置Info
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Description
るものであり、さらに詳しくは、その原点信号生成装置
に関するものである。
ト円板を挟み、発光素子および受光素子を固定した位置
に対向配置し、受光素子での受光量を光電変換して得ら
れる電気信号に基づき、A相信号、B相信号を得てい
る。また、Z信号と呼ばれる原点信号は、次のようにし
て生成させている。スリット円板と受光素子の間にスリ
ットが形成されたマスク板を配置し、この固定スリット
を介して得られる受光素子での受光量の変化に対応する
信号波形を生成して、この信号波形に基づき原点信号で
あるパルス信号を出力するようにしている。通常は、図
4に示すように、得られた波形信号Sと共に、この反転
信号S’を生成し、これらの波形の交点間に渡る時間幅
のパルス信号を原点信号Zとしている。
置においては、原点信号Zを生成するために必要な信号
波形Sとして急峻な波形信号が必要であるので、固定ス
リットが形成されたマスク板を別途配置すると共に、こ
のマスク板と、スリット円板とのギャップを出来るだけ
狭く、例えば0.3mm程度以下に設定する必要があ
る。
の所定の同期を取るためには、各部分の配置関係を調整
する等の作業が必要である。すなわち、図4に示す信号
波形の振幅を調整して、原点信号Zのパルス幅を調整す
ることは可能であるが、この原点信号Zの発生時期、す
なわち、位相を調整することはできない。
を解消することのできる光学式エンコーダの原点信号生
成装置を提案することにある。
めに、本発明の光学式エンコーダの原点信号生成装置
は:スリット板の移動方向に向けて、並列配置した第1
および第2の受光素子と、スリット板の移動に伴う第1
の受光素子における受光量の変化を光電変換して第1の
アナログ出力を発生させる第1のアナログ出力発生手段
と;この第1のアナログ出力の波形と相似形で、かつ、
その振幅を一定のレベルだけ圧縮した波形を有する第2
のアナログ出力を発生させる第2のアナログ出力発生手
段と;スリット板の移動に伴う第2の受光素子における
受光量の変化を光電変換して第3のアナログ出力を発生
させる第3のアナログ出力発生手段と;この第3のアナ
ログ出力の波形と相似形で、かつ、その振幅を一定レベ
ルだけ圧縮した波形を有する第4のアナログ出力を発生
させる第4のアナログ出力発生手段と;第1および第3
のアナログ出力の和信号と、予め設定した基準レベルと
比較して、和信号が基準レベル以上の場合に高論理信号
を出力する第1の比較手段と;この第1の比較手段の出
力が高論理レベルにある状態において、第2のアナログ
出力のレベルが前記第3のアナログ出力のレベルよりも
低下した時点を検出する第2の比較手段と;第1の比較
手段の出力が高論理レベルにある状態において、第4の
アナログ出力のレベルが前記第1のアナログ出力のレベ
ルを越えた時点を検出する第3の比較手段と;第2の比
較手段による検出時点から第3の比較手段による検出時
点までの時間幅を有するパルス信号を原点信号として発
生する原点信号発生手段と;を有することを特徴として
いる。
スリット円板に形成されている原点信号生成用のスリッ
トが第1および第2の受光素子を通過すると、その移動
に応じて各受光素子での受光量が変化し、その変化に応
じて振幅レベルが変化する波形信号、すなわちアナログ
出力が得られる。これらのアナログ出力の和信号は、第
1の比較手段において基準レベルと比較されて、双方の
受光素子の間をスリットが通過したことを示す出力が得
られる。
ナログ出力のそれぞれのレベルを低下させた相似波形の
第3および第4のアナログ出力を発生させ、これらをそ
れぞれ第2および第1のアナログ出力と比較して、それ
らのレベルの交点を検出している。これらの検出された
交点の間に、第1および第2のアナログ出力の交点が存
在している。よって、検出されたこれらの交点に渡る時
間幅のパルス信号は、必ずその間に、第1および第2の
アナログ出力の交点を含んでいる。したがって、第3お
よび第4のアナログ出力の振幅を調整することにより、
必要とされる時間幅のパルス信号(原点信号)を得るこ
とができる。
幅を変化させることにより、これらの信号波形の交差位
置を前後に移動させることができる。このように、交差
位置を前後に移動させると、生成される原点信号もそれ
に応じて前後に移動する。すなわち、原点信号の位相調
整を行うことができる。この場合、上記のように、生成
された原点信号であるパルス信号は、この交差位置を常
に含んでいる。したがって、例えば、A相信号、B相信
号と、原点信号との同期合わせを、このように第1およ
び第2のアナログ出力の振幅を変化させるだけで簡単に
行うことができる。
ダにおける原点信号生成装置として利用できることは勿
論であるが、例えば、直線往復移動する部材の位置ある
いは移動距離を検出するための光学式エンコーダとして
も利用することができる。
明する。
リエンコーダの概要を示してある。図に示すように、本
例の光学式ロータリエンコーダ1はスリット円板2を有
し、このスリット円板2には、その外周側の部分に、A
相用のスリット列およびB相用のスリット列が形成され
ている(図示せず)。また、これらのスリット列の内側
には、一か所に原点信号生成用のスリット3が形成され
ている。スリット円板2は回転位置等の検出対象である
回転部材(図示せず)に固定され、これと一体回転する
ようになっている。
通過する位置には、スリット円板を挟み、一方の側に発
光素子としての発光ダイオード4が固定配置されてい
る。スリット円板の他方の側には、この発光ダイオード
4に対峙させて、一対の受光素子としてのフォトダイオ
ード5、6がスリット3の移動方向(スリット円板の円
周方向)に向けて一定の間隔で、固定した位置に並列配
置されている。
板2が回転してそのスリット3が発光ダイオードおよび
一対のフォトダイオード5、6の配置位置を通過する際
に、このスリットを介して一対のフォトダイオード5、
6の側に照射される。各受光素子5、6からは、受光量
に応じた電圧レベルの検出出力が得られる。これらの検
出出力は、信号処理回路7に供給され、ここにおいて、
後述のように処理されて、原点信号Zが生成される。
してある。また、図3には、信号処理回路の各部分の出
力信号を示してある。
トダイオード5、6から得られた検出信号5S、6S
は、それぞれ、増幅回路11、12を介して一定の増幅
率で増幅される。増幅回路11を介して増幅された信号
5Sは信号として、第3の比較回路13の+入力に供
給される。この信号は、図3に示すような波形のアナ
ログ信号である。また、増幅された信号5Sは、分圧回
路17を介して、信号に対して一定のレベルだけ電圧
を低下させた相似波形のアナログ信号として、第2の
比較回路14の−入力に供給される。この信号は図3
において破線で示してある。
信号6Sは信号として、第2の比較回路14の+入力
に供給される。この信号は、図3に示すような波形を
したアナログ信号である。また、この信号6Sも、分圧
回路17を介して、信号に対して一定のレベルだけ低
下させた相似波形のアナログ信号として第3の比較回
路13の−入力に供給される。
た信号および の和信号が、第1の比較回路15の
+入力に供給される。この比較回路15の−入力には、
基準電圧が供給される。この基準電圧は図3に示す
ように、各信号、の最大値よりも低い値に設定され
る。
電圧を越えた時点を検出し、この状態の間は、出力信
号は高論理レベルに保持される。第2の比較回路14
においては、信号とを比較し、信号の値が信号
の値を越えた時点を検出すると、その出力信号は、信
号レベルが低論理レベルから高論理レベルに立ち上が
る。また、第3の比較回路13においては、信号と
を比較し、信号の値が信号の値を越えた時点を検出
すると、その出力信号は、信号レベルが高論理レベル
から低論理レベルに立ち下がる。原点信号Zは、上記の
第2および第3の比較回路の検出時点に渡る時間幅のパ
ルス信号として得られる。
に示すようにスリット円板2が矢印の方向に回転してい
ると、スリット3はフォトダイオード5の側から、フォ
トダイオード5、6に接近して、フォトダイオード6の
側を介して遠ざかる。このようにスリット3が移動する
と、まずフォトダイオード5が受光を開始して、その受
光量が増加してピークとなり、次第に減少する。この変
化に僅かに遅れて、フォトダイオード6の側においても
受光を開始して、その受光量が増加してピークとなり次
第に減少する。この結果、図3において信号、信号
で示すような波形のアナログ出力が得られる。これらの
信号、の和信号は、第1の比較回路15で基準電
圧と比較され、和信号のレベルが基準電圧を越えてい
る間、すなわち、図3における時点T1からT5の間は
高論理レベルの信号が出力される。
過ぎて、その降圧信号である信号の値が、他方の受光
素子6の出力信号を下回ると、第2の比較回路14の
出力がこれを検知して、その出力信号が立ち上がる
(図3の時点T2)。一方、受光素子5の側の受光量が
更に減少して、その出力信号が、他方の受光素子6の
降圧信号の値よりも下回ると、その出力信号が立ち
下がる(図3の時点T4)。
びのアンドが取られ、これが原点信号Zとして出力さ
れる(図3の時点T2からT4の間)。したがって、こ
の原点信号Zのパルス幅の間には、受光素子5、6の出
力信号の交差点(図3の時点T3)が必ず含まれること
になる。
に、増幅回路11、12の入力側に可変抵抗(VR1)
16を介挿してある。よって、この可変抵抗16を調整
することにより、信号、 の増幅率を変更でき、これ
によって、Z信号の発生位置(時点T2からT4)を前
後に移動することができる。すなわち、Z信号の位相調
整を行うことができる。
な固定スリット(マスク板)を必要とすることなく、精
度良く目標とする時点で、必要とするパルス幅のZ信号
を発生させることができる。
より、Z信号の発生位置を前後に移動できるので、この
Z信号の発生位置を、A相信号、B相信号に対して簡単
に同期させることが可能である。
タリエンコーダに適用した例である。しかし、本発明
は、例えば、直線往復移動する部材の移動位置、移動距
離を検出するための光学式エンコーダに対しても同様に
適用することができる。
ンコーダの原点信号生成装置は、スリット板の移動方向
に並列配置した2個の受光素子から得られる出力と、こ
れらの出力波形を一定のレベルだけ降下させた相似波形
を有する信号とを用いて、原点信号を生成するようにし
ている。また、各受光素子から得られる出力の増幅率を
調整することにより、原点信号の位相調整を行うように
している。したがって、本発明によれば、固定スリット
板を必要とすることなく、必要なパルス幅の原点信号を
発生させることができる。また、原点信号の位相調整を
行うことができるので、A相あるいは、B相信号との同
期合わせ等の操作を簡単に行うことができる。
ーダを示す図であり、(a)はその部分断面図、(b)
はその部分平面図である。
波形図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 移動するスリット板を挟み、発光素子お
よび受光素子を固定位置に対向配置し、受光素子の出力
に基づき、スリット板の移動位置を表すA相、B相およ
び原点信号を生成する光学式エンコーダにおいて、 スリット板の移動方向に並列配置した第1および第2の
受光素子と、 スリット板の移動に伴う第1の受光素子における受光量
の変化を光電変換して第1のアナログ出力を発生させる
第1のアナログ出力発生手段と、 この第1のアナログ出力の波形と相似形で、かつ、その
振幅を一定のレベルだけ圧縮した波形を有する第2のア
ナログ出力を発生させる第2のアナログ出力発生手段
と、 スリット板の移動に伴う第2の受光素子における受光量
の変化を光電変換して第3のアナログ出力を発生させる
第3のアナログ出力発生手段と、 この第3のアナログ出力の波形と相似形で、かつ、その
振幅を一定レベルだけ圧縮した波形を有する第4のアナ
ログ出力を発生させる第4のアナログ出力発生手段と、 第1および第3のアナログ出力の和信号と、予め設定し
た基準レベルと比較して、前記和信号が前記基準レベル
以上の場合に高論理信号を出力する第1の比較手段と、 この第1の比較手段の出力が高論理レベルにある状態に
おいて、第2のアナログ出力のレベルが前記第3のアナ
ログ出力のレベルよりも低下した時点を検出する第2の
比較手段と、 第1の比較手段の出力が高論理レベルにある状態におい
て、第4のアナログ出力のレベルが前記第1のアナログ
出力のレベルを越えた時点を検出する第3の比較手段
と、 第2の比較手段による検出時点から第3の比較手段によ
る検出時点までの時間幅を有するパルス信号を原点信号
として発生する原点信号発生手段とを有することを特徴
とする光学式エンコーダの原点信号生成装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記第1および第3
のアナログ信号のうちの少なくとも一方の振幅を調整可
能な振幅調整手段を有することを特徴とする光学式エン
コーダの原点信号生成装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記スリッ
ト板はスリット円盤であり、前記第1および第2の受光
素子は、スリット円盤の円周方向に向けて配列されてい
ることを特徴とする光学式エンコーダの原点信号生成装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30471793A JP3358854B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 光学式エンコーダの原点信号生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30471793A JP3358854B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 光学式エンコーダの原点信号生成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07134048A JPH07134048A (ja) | 1995-05-23 |
JP3358854B2 true JP3358854B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=17936369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30471793A Expired - Lifetime JP3358854B2 (ja) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | 光学式エンコーダの原点信号生成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3358854B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US10215596B2 (en) | 2015-01-16 | 2019-02-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Position detection apparatus, lens apparatus, image pickup system, machine tool apparatus, exposure apparatus, position detection method, and non-transitory computer-readable storage medium which are capable of detecting reference position with high accuracy |
-
1993
- 1993-11-09 JP JP30471793A patent/JP3358854B2/ja not_active Expired - Lifetime
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DE102015210590B4 (de) | 2014-06-17 | 2023-06-01 | Mitutoyo Corporation | Optischer Codierer und Verfahren zum Generieren von Referenzsignalen für einen optischen Codierer |
CN105806372A (zh) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | 株式会社三丰 | 编码器 |
CN105806372B (zh) * | 2015-01-21 | 2020-03-03 | 株式会社三丰 | 编码器 |
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JPH07134048A (ja) | 1995-05-23 |
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