JP3555039B2 - アブソリュート・エンコーダ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば測角儀などに用いられるアブソリュート・エンコーダに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のアブソリュートエンコーダは、発光部から例えば回転ディスクに投光し、該回転ディスクのスリットパターン透過光を結像系レンズを介してリニア・イメージセンサに受光させ、該リニア・イメージセンサから出力する前記スリットパターンに対応する信号に基づいて演算処理回路でディスクの回転角を演算するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述のアブソリュート・エンコーダにおいて、リニア・イメージセンサであるCCDは、例えば14μm×14μmの大きさの受光素子が連続して多数個配列されて構成されているので、ディスクのパターン形成位置または、CCDの受光素子上にごみが付着したり、欠陥があったりした場合に、読み取りエラーの原因となる。即ち、ごみや欠陥は10μm位又はそれ以上の大きさであることが多く、CCDの受光素子にごみ、欠陥の影が映るため、スリットパターンの正確な読み取りができないという課題があった。
【0004】
本発明は、ごみが付着し、リニア・イメージセンサに欠陥があってもより正確な移動量例えば回転角の読み取りの出来るアブソリュート・エンコーダを提供することをその目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、移動量に対応するパターンが移動方向に連続形成された移動体と、該移動体のパターン形成位置に投光する発光部と、該発光部からの光を該移動体に投光することにより得られる前記パターンに対応する光を受光し、該パターンに対応する信号を出力するリニア・イメージセンサと、該リニア・イメージセンサの出力信号から前記移動体の移動量を演算処理する演算処理手段とを備えたアブソリュート・エンコーダにおいて、前記リニア・イメージセンサは、受光素子が連続して配列されて構成されたセンサユニットが所定間隔離間して複数で且つ奇数並設されて成り、前記演算処理手段は、前記センサユニットの出力信号に基づいて前記移動体の移動量をセンサユニット毎に算出し、これらの算出結果が前記センサユニットの半数以上について一致したとき、その一致した移動量を前記移動体の移動量として出力するものであることを特徴とする。
【0006】
【作用】
リニア・イメージセンサは、センサユニットが、所定間隔離間して前記移動体の幅方向に複数で且つ奇数設けられて構成されているので、発光部からの光を移動体に投光することにより得られる、移動量に対応するパターンの光を複数で且つ奇数のセンサユニットが同時に受光する。したがって、センサユニットの全体の半数以下がごみの付着等により移動量に対応するパターンを誤って読み取ったとしても残りの全体の半数以上のセンサユニットは移動量に対応するパターンを正確に読み取るから、演算処理手段は、残りの全体の半数以上のセンサユニットの出力信号に基づいて移動体の移動量を求める。
【0007】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面に従って説明する。
【0008】
図1は、本発明の一実施例のパターン読み取り部の構成を示す。
【0009】
同図において、1は発光部、2は回転ディスク、3は受光部である。発光部1は、例えば赤色660μmの可視光を発光する発光ダイオード(LED)4、コリメーション・レンズ5及びプリズム6から成り、前記可視光を回転ディスク2のパターン形成位置に投光するようになっている。回転ディスク2は、半径方向に形成された回転角に対応するスリットパターンPsが円周方向に連続形成されている。受光部3は、プリズム7、結像系レンズ8及びリニア・イメージセンサ9から成り、該リニア・イメージセンサ9には後述の演算処理手段が接続されている。
以上の構成は、従来のものと特に異ならない。
【0010】
本発明のリニア・イメージセンサ(CCD)9は、所定間隔離間して並設された例えば3個のCCDユニットから成るセンサユニット101、102、103で構成され、各センサユニット101、102、103は、受光素子が前記回転ディスク2の接線方向に連続して配列されて構成されている。
【0011】
図2は本発明の他の実施例のブロック図である。
同図において、発光ダイオード4は、LED駆動タイミング回路11により作動するLED駆動回路12に接続され、CCD動作タイミング回路13により作動するリニア・イメージセンサ9は、CCD波形成形回路14を経てA/Dコンバータ15に接続され、A/Dコンバータ・タイミング回路16により作動するA/Dコンバータ15は、CPU17に接続されている。18はROM、19はRAM、20はキー及びディスプレイユニットである。前記LED駆動タイミング回路11、CCD動作タイミング回路13及びA/Dコンバータ・タイミング回路16は、いずれもCPU17により制御される。
【0012】
この実施例の作用を、図3に示すフロー図を用いて説明する。
LED駆動タイミング回路11によりLED駆動回路12が作動して発光ダイオード4は点灯し、この光をコリメーション・レンズ5で平行光に変え、回転ディスク2のスリットパターンPsに投光する。このスリット・パターンPsを透過した光は、プリズム6、7及び結像系レンズ8を介してリニア・イメージセンサ9上に結像し、そのホト・ダイオードアレイをセットする(ステップS1、S2)。次いで、CCD動作タイミング回路13が作動して、先ずリニア・イメージセンサ9のセンサユニット101のホト・ダイオード・アレイの電荷を移送ゲートにより転送ゲートに送り(ステップS3)、発光ダイオード4は消灯した(ステップS4)後、CCD転送レジスタのシフト、リセット、サンプルホールドを行なうことにより、スリットパターンに対応する信号をリニア・イメージセンサ9から出力する。残りのセンサユニット102、103も同様に順次作動してセンサユニット102、103上のスリットパターンに対応する信号をリニア・イメージセンサ9から順次出力する(ステップS5)。リニア・イメージセンサ9の出力信号は、CCD波形成形回路14で波形成形されてA/Dコンバータ15に入力し、アナログ信号よりディジタル信号に変換されて(ステップS6)、メモリ(RAM)19に格納される(ステップS7)、CPU17では、メモリ(RAM)19に格納されたスリットパターンに対応するコード・パターン・データとROM18に格納されているコード・パターン・データとを比較して角度に変換する(ステップS8)。CPU17は、センサユニット101、102、103により夫々求めた角度位置が2つ以上一致しているかどうかを判断し(ステップS9)、一致しないときはエラーとしてディスプレイ・ユニット20上に表示し(ステップS10)、2つ以上一致したときはそのスリットパターンに対応する角度を表示する(ステップS11)。尚、本発明は、リニア・エンコーダにも適用することができる。
【0013】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、リニア・イメージセンサ(受光素子が連続して配列されて構成されたセンサユニット)が所定間隔離間して複数で且つ奇数並設されて成り、演算処理手段は、全体の半数以上のセンサユニットの出力信号が一致したとき、その出力信号から移動体の移動量を算出するものであるから、リニア・イメージセンサにごみが付着して欠陥があっても測定値の正確度を増すことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のパターン読み取り部の斜視図
【図2】本発明の他の実施例のブロック図
【図3】本発明のフロー図
【符号の説明】
1 発光部 2 回転ディスク 3 受光部
4 発光ダイオード 9 リニア・イメージセンサ
101、102、103 センサ・ユニット 17 CPU
18 ROM 19 RAM
Claims (1)
- 移動量に対応するパターンが移動方向に連続形成された移動体と、該移動体のパターン形成位置に投光する発光部と、該発光部からの光を該移動体に投光することにより得られる前記パターンに対応する光を受光し、該パターンに対応する信号を出力するリニア・イメージセンサと、該リニア・イメージセンサの出力信号から前記移動体の移動量を演算処理する演算処理手段とを備えたアブソリュート・エンコーダにおいて、前記リニア・イメージセンサは、受光素子が連続して配列されて構成されたセンサユニットが所定間隔離間して複数で且つ奇数並設されて成り、前記演算処理手段は、前記センサユニットの出力信号に基づいて前記移動体の移動量をセンサユニット毎に算出し、これらの算出結果が前記センサユニットの半数以上について一致したとき、その一致した移動量を前記移動体の移動量として出力するものであることを特徴とするアブソリュート・エンコーダ。
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