JP4291564B2 - Displacement measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式エンコーダ、磁気式エンコーダ、静電容量式エンコーダ、電磁誘導式エンコーダ、これらの方式を組み合わせたエンコーダ等の変位測定装置に関し、特に原点位置検出のバラツキを低減した変位測定装置に関する。
【0002】
被測定物の相対的移動量を測定するための変位測定装置、特にインクリメンタルタイプのエンコーダにおいては、メインスケールとこれに対向するインデックススケールとに原点を検出するための原点検出用パターンを形成しておき、電源投入時や任意の時点で、原点検出用パターンを検出し、その原点検出信号をトリガ信号としてゼロセットやプリセット等を行うようにしている。また、例えばアナログ出力型スケールでは、原点検出信号の出力タイミングを、計測用の主信号の特定の位相エリア内に収めるように、主信号の位相を調整可能にした変位測定装置も知られている(特許文献1)。即ち、この特許文献1に開示されたものは、主信号の特定の位相領域、例えば主信号が2相出力信号である場合、A相と、これより90°位相が進んだB相とが共に正となる位相領域で原点検出信号が出力されるように、主信号の位相を切替えるようにしている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−116060号公報(段落0026、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の変位測定装置では、主信号の特定の位相領域と原点検出信号の出力タイミングとの同期は図っているものの、原点検出信号の出力タイミングが主信号の特定の位相領域内でばらつくことがある。このようなバラツキが生じる原因としては、次のようなものが挙げられる。
【0005】
▲1▼移動中のスケールの移動方向の動きの他に、モアレ、ギャップの変動、ローリング、ピッチング等の好ましくない挙動が含まれることから生じる検出器とスケールとの相対的のバラツキの影響。
▲2▼信号処理系の遅延により原点検出用パターンを通過する際の速度のバラツキから受ける影響。
▲3▼原点検出用パターンの検出信号を生成するためのアナログ源信号に含まれるノイズの影響。
【0006】
このような原点検出信号の出力タイミングのバラツキが生じると、得られる指示値(測定値)が原点検出のたびに異なってしまう。特に微細測定を可能にするため、主信号を高分割して最小読取り値をより細かくした変位測定装置では、原点検出信号の出力タイミングのバラツキが数カウント分の指示値のバラツキにつながるので、測定精度に大きな影響を与えてしまう。
【0007】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、原点検出位置のバラツキを抑え、常に正確な測定値を得ることができる変位測定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る変位測定装置は、測定軸方向に延びる第1の変位検出用パターンと前記測定軸方向における原点位置を検出するための第1の原点検出用パターンとが形成されたメインスケールと、このメインスケールに対して前記測定軸方向に相対的に移動可能に配置されて前記第1の変位検出用パターン及び第1の原点検出用パターンにそれぞれ対応する位置に第2の変位検出用パターン及び第2の原点検出用パターンが形成されたインデックススケールと、前記メインスケールの第1の変位検出用パターンと前記インデックススケールの第2の変位検出用パターンとの前記測定軸方向の相対位置の変化に応じて位相が変化する主信号を出力する主信号出力回路と、前記メインスケールの第1の原点検出用パターンと前記インデックススケールの第2の原点検出用パターンとの対向状態に応じて内部原点信号を出力する内部原点信号出力回路と、前記外部原点信号出力回路は、前記主信号が前記所定の位相となったことを示す位相信号を生成すると共に、前記内部原点信号が出力されてから前記内部原点信号の出力タイミングのバラツキを吸収する所定のマージンを経た後に立ち上がる前記位相信号を外部原点信号として出力する外部原点信号出力回路とを備え、前記外部原点信号出力回路は更に、外部からの操作で前記出力される位相信号の位相を所定の位相に切替える切替手段を備えていることを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、メインスケールの第1の原点検出用パターンとインデックススケールの第2の原点検出用パターンとの対向状態に応じて出力される原点信号を内部原点信号とし、この内部原点信号が出力されてから前記内部原点信号の出力タイミングのバラツキを吸収する所定のマージンを経た後に主信号が所定の位相となったタイミングで外部原点信号を測定の基準となる原点信号として出力するようにしているので、原点検出用パターンにより出力される内部原点信号の出力タイミングがばらついても、測定の基準となる原点信号の出力タイミングは、主信号に対してばらつくことが無く、常に高精度な変位測定が可能になる。また、
前記外部原点信号出力回路は更に、外部からの操作で前記出力される位相信号の位相を切替える切替手段を備えており、これにより、内部原点信号の出力タイミングのバラツキを考慮して、主信号の最も適切な位相を選択することができる。
【0010】
外部原点信号出力回路は、例えば内部原点信号出力回路から内部原点信号が出力されてからその直後に出力される位相信号の出力が終了するまでの間だけアクティブになるゲート信号を出力するゲート信号出力回路と、位相信号の出力を前記ゲート信号がアクティブの間だけ通過させるゲート回路とを備えて構成することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る変位測定装置を光学式エンコーダに適用した一実施形態を示す図で、特に検出系の構成を示す斜視図である。
図1に示すように、本光学式エンコーダの検出系は、測定軸A方向に延びるメインスケール11と、このメインスケール11に微小ギャップを介して対向配置されメインスケール11に対して測定軸A方向に相対移動可能なインデックススケール12と、これらメインスケール11及びインデックススケール12を挟んで対向配置された発光素子10及び受光部13,14とを備えている。
【0012】
メインスケール11は、ガラススケール上に測定軸A方向の移動量を検出するための測定軸A方向に延びる第1の光学格子11Gと、原点位置を検出するための第1の原点検出用光学格子11Zとをパターン形成してなるものである。
インデックススケール12は、ガラススケールの第1の光学格子11Gと対向する面に第2の光学格子12A,12B,12A´,12B´を形成し、第1の原点検出用光学格子11Zと対向し得る面に第2の原点検出用光学格子12Zを形成してなるものである。
【0013】
第1の光学格子11及び第2の光学格子12A,12B,12A´,12B´は、いずれも格子ピッチがpである。第2の光学格子12A,12B,12A´,12B´は、第1の光学格子11との間の空間位相が、互いに90°ずつずれるような位相関係でそれぞれ形成されている。
【0014】
受光部13は、4つの受光素子13A,13B,13A´,13B´から構成されている。これら4つの受光素子13A,13B,13A´,13B´は、それぞれ前述の光学格子12A,12B,12A´,12B´と対向する位置に配置されている。メインスケール11とインデックススケール12とが測定軸A方向に相対的に移動することにより、受光素子13A,13B,13A´,13B´には、格子ピッチpと同じ周期で明暗が変化する光が受光される。これにより、受光素子13A,13Bからは互いに90°位相の異なる正弦波状の検出信号A,Bが出力される。同様に受光素子13A´,13B´からも、互いに90°位相の異なる正弦波状の検出信号−A,−Bが出力される。検出信号A,−A、検出信号B,−Bは、それぞれ互いに180°位相がずれた信号となる。
【0015】
受光部14は、原点検出用光学格子11Z,12Zにより規定される原点位置を検出するためのものであり、ランダムパターンにより構成されている。これにより、例えば図4に示すように、メインスケール11とインデックススケール12とが相対移動して原点検出用光学格子11Z,12Zが完全に重なった位置で鋭く立ち下がる原点原信号φZが得られる。
【0016】
図2は、このような検出系の受光部13,14からの検出信号A,−A,B,−B及び原点原信号φZを処理する信号処理回路20を示す。この信号処理回路20は、合成回路21、内挿分割回路22、内部原点信号生成回路23、ゲート信号出力回路24及び位相指定回路25を備えて構成されている。
【0017】
合成回路21は、主信号出力回路を構成するもので、同相ノイズ除去のため、180°位相の異なる検出信号A,−Aを合成して図3(a)に示すようなA相信号φA(主信号)を生成すると共に、180°位相の異なる検出信号B,−Bを合成して図3(b)に示すようなB相信号φB(主信号)を生成する。
【0018】
内挿分割回路22は、A相信号φAとB相信号φBの周期を所定数分割した方形波信号を出力するものである。ここでは、A相信号φAとB相信号φBの周期をそれぞれ100分割した2相方形波信号D100A,D100B、A相信号φAの周期を2分割した方形波信号D2(図3(c)参照)及びA相信号φAの周期を4分割した方形波信号D4(図3(d)参照)をそれぞれ生成し出力するものである。
【0019】
なお、ここで2分割、4分割というのは一例であり、例えば2分割と5分割の信号の組合せとすることも可能である。要は、A相信号φA、B相信号φBの周期と同一周期の低分割信号と、この低分割信号とエンコーダの移動量を測定するための2相方形波信号(D100A,D100B等)との中間の分割数の分割信号(中分割信号)とを用意すれば良い。
2相方形波信号D100A,D100Bは、図示しない計数回路に出力され、この計数回路よりメインスケール11の移動量が出力される。
【0020】
内部原点信号生成回路23は、図4に示すように、原点原信号φZを所定の基準レベルでスライスし、図3(b)に示すようなパルス状の内部原点信号Ziを出力する。この内部原点信号Ziは、図3(b)に矢印及び点線で示すように、前述の様々な要因により出現位置にバラツキが生じるものである。
【0021】
ゲート信号出力回路24は、ゲート信号Gを出力するもので、図3(f)に示すように、内部原点信号Ziの立ち上がりを検出してゲート信号Gを立上げ、方形波信号D4の立下りを解除信号Rとしてゲート信号Gを立ち下げる。
【0022】
位相指定回路25は、複数の方形波信号D2,D4を論理演算して主信号であるA相信号φAの特定の位相タイミングで出力される位相信号を生成すると共に、この位相信号をゲート信号Gに応じて外部原点信号として出力する外部原点信号出力回路を構成する。方形波信号D2と、これをインバータINV1によって反転した信号のいずれか一つがスイッチSW1により選択され、選択された出力信号D2´がAND回路26に供給される。同様に、方形波信号D4と、これをインバータINV2によって反転した信号のいずれか一つがスイッチSW2により選択され、選択された出力信号D4´がAND回路26に供給される。AND回路26は、出力信号D2´,D4´を論理積してゲート回路27に出力する。この様子は図3(c)〜(e)に示されている。スイッチSW1,SW2を切替えて、AND回路26に与えられる2分割及び4分割の方形波信号D2,D4とその反転信号との組合せを変える事により、AND回路26から出力される位相信号の位相を適宜切替えることができる。ここでスイッチSW1,SW2は切替え手段を構成し、インバータINV1,INV2、スイッチSW1,SW2及びAND回路26が位相信号出力回路を構成している。また、ゲート信号出力回路24と位相指定回路25とで外部原点信号出力回路が構成されている。
【0023】
スイッチSW1,SW2の切替えは、図3(b)に示す内部原点信号Ziの出現位置とそのバラツキを考慮してユーザが適宜切替えるものとする。例えばスイッチSW1,SW2により、図5に示すように、方形波信号D2の反転信号と方形波信号D4の非反転信号の論理積(−D2 AND D4)や、両方形波D2,D4の非反転信号同士の論理積(D2 AND D4)等を適宜AND回路26の出力(位相信号)として選択することもできる。
【0024】
しかし、内部原点信号Ziの立ち上がりが図5に示すような位置である場合には、論理積信号(−D2 AND D4)を位相信号として選択すると、図中点線で示す内部原点信号Ziの出現位置のバラツキにより、外部原点信号Zoが図中31の位置で出現したり、32の位置で出現したりするので、主信号であるA相信号φA又はB相信号φBの1周期分の誤差が生じることになる。従って、内部原点信号Ziの立ち上がりから、その位置のバラツキ分を吸収する所定のマージン(例えばAB間の距離)を経た後に立ち上がる論理積信号(D2 AND D4)を位相信号として選択するようにスイッチSW1,SW2を切替えることが必要である。
【0025】
なお、スイッチSW1,SW2の選択は、出荷調整時に手動で行うこともできるが、初期化処理時に内部原点信号Ziの出現位置と各位相信号の出現位置の間の時間を測定し、例えば前述した所定のマージン以上で最も早く立ち上がる位相信号を最適な位相信号として選択するようにプログラムされた制御手段により自動選択するようにしても良い。
【0026】
ゲート回路27は、ゲート信号出力回路24からのゲート信号G(図3(f)参照)が立ち上がった後にAND回路25から出力される位相信号を外部原点信号Zo(図3(g)参照)として外部に出力するとともに、AND回路26からの位相信号の次の立下りを検出して、解除信号Rをゲート信号出力回路24に出力する。ゲート信号出力回路24は、この解除信号Rを受けると、ゲート信号Gの出力を中止するとともに、内部原点信号Ziのラッチを解除する。これにより、外部原点信号Zoの出力は、内部原点信号Ziの一度の出力で一回だけ出力されることになる。
【0027】
次に、以上のように構成された光学式エンコーダの作用を説明する。
まず、ゼロセット又はプリセットを行うため、メインスケール11とインデックススケール12の相対位置を初期位置(ホームポジション)に移動させた後、予め決められた方向にメインスケール11とインデックススケール12とを相対移動させる。この過程で、メインスケール11に形成された第1の原点検出用光学格子11Zと、インデックススケール12に形成された第2の原点検出用光学格子12Zの位置が一致するので、そのタイミングで受光部14からは原点原信号φZが出力される。これにより、内部原点信号生成回路23からは内部原点信号Ziが出力される。この内部原点信号Ziがゲート信号出力回路24にラッチされるので、ゲート信号Gが立ち上がる。
【0028】
いま、内部原点信号Ziと主信号との位相関係が、図3に示すような関係であるとすると、内部原点信号Ziの立ち上がりの後、主信号であるA相信号φAの270°の位相のタイミングで外部原点信号Zoが出力される。この外部原点信号Zoにより、図示しない計数回路がリセット又はプリセットされ、内挿分割回路22からの100分割出力D100A,D100Bを計数回路がカウントすることで、被測定物の変位を測定する。外部原点信号Zoの出力タイミングは主信号に対してずれることはないので、常に同じ位置を原点とした正確な測定が可能になる。
【0029】
なお、上述した実施の形態では、光学式エンコーダを一例として本発明を説明したが、本発明のような原点検出方式は、特に光学式エンコーダに限定されるものではなく、磁気式エンコーダ、静電容量式エンコーダ、電磁誘導式エンコーダ等、他の検出方式の変位測定装置にも同様に適用可能である。
【0030】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る変位測定装置によれば、メインスケールの第1の原点検出用パターンとインデックススケールの第2の原点検出用パターンとの対向状態に応じて出力される原点信号を内部原点信号とし、この内部原点信号が出力されてから前記内部原点信号の出力タイミングのバラツキを吸収する所定のマージンを経た後に主信号が所定の位相となったタイミングで外部原点信号を測定の基準となる原点信号として出力するようにしているので、原点検出用パターンにより出力される内部原点信号の出力タイミングがばらついても、測定の基準となる原点信号の出力タイミングは、主信号に対してばらつくことが無く、常に高精度な変位測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る光学式エンコーダの構成を示す斜視図である。
【図2】 図1に示す受光部13,14からの検出信号を処理する信号処理回路20の構成を示す。
【図3】 信号処理回路20に入力または信号処理回路20により生成される信号を示すタイミングチャートである。
【図4】 図1に示す受光部14の検出信号の処理を説明するための概念図である。
【図5】 図2に示すAND回路26の出力信号の選択方法を説明するための図である。
【符号の説明】
10…発光素子、11…メインスケール、11G…第1の光学格子、11Z…第1の原点検出用光学格子、12…インデックススケール、12A,12B,12A´,12B´…第2の光学格子、12Z…第2の原点検出用光学格子、13,14…受光部、13A,13B,13A´,13B´…受光素子、20…信号処理回路、21…合成回路、22…内挿分割回路、23…内部原点信号生成回路、24…ゲート信号出力回路、25…位相指定回路、26…AND回路、27…ゲート回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical encoder, a magnetic encoder, a capacitance encoder, an electromagnetic induction encoder, a displacement measuring device such as an encoder combining these methods, and more particularly to a displacement measuring device with reduced variation in origin position detection. .
[0002]
In a displacement measuring device for measuring the relative movement of the object to be measured, especially an incremental type encoder, an origin detection pattern for detecting the origin is formed on the main scale and the index scale opposite to the main scale. In addition, when the power is turned on or at an arbitrary time, the origin detection pattern is detected, and the origin detection signal is used as a trigger signal to perform zero setting or presetting. In addition, for example, in an analog output type scale, a displacement measuring device is also known in which the phase of the main signal can be adjusted so that the output timing of the origin detection signal falls within a specific phase area of the main signal for measurement. (Patent Document 1). That is, the one disclosed in
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-1116060 A (paragraph 0026, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional displacement measuring apparatus described above, although the specific phase region of the main signal and the output timing of the origin detection signal are synchronized, the output timing of the origin detection signal is within the specific phase region of the main signal. May vary. The following causes can be cited as causes of such variations.
[0005]
(1) Influence of relative variation between the detector and the scale resulting from the inclusion of undesirable behavior such as moire, gap fluctuation, rolling, and pitching in addition to the movement of the scale during movement.
(2) Influence of speed variation when passing through the origin detection pattern due to delay in the signal processing system.
(3) Influence of noise included in the analog source signal for generating the detection signal of the origin detection pattern.
[0006]
When such variation in the output timing of the origin detection signal occurs, the obtained instruction value (measured value) differs every time the origin is detected. In particular, in a displacement measuring device that divides the main signal into high resolutions to make the minimum reading finer to enable fine measurement, variation in the output timing of the origin detection signal leads to variation in the indicated value for several counts. The accuracy will be greatly affected.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a displacement measuring device that can suppress variations in the origin detection position and can always obtain accurate measurement values.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The displacement measuring apparatus according to the present invention includes a main scale on which a first displacement detection pattern extending in the measurement axis direction and a first origin detection pattern for detecting an origin position in the measurement axis direction are formed; The second displacement detection pattern and the second displacement detection pattern are arranged at positions corresponding to the first displacement detection pattern and the first origin detection pattern, respectively, so as to be movable relative to the main scale in the measurement axis direction. Changes in relative positions in the measurement axis direction of the index scale on which the second origin detection pattern is formed, the first displacement detection pattern of the main scale, and the second displacement detection pattern of the index scale. A main signal output circuit that outputs a main signal whose phase changes in response to the main scale, a first origin detection pattern of the main scale, and the index scale. And internal origin signal output circuit for outputting the internal origin signal in response to the opposite state between the second reference point detection pattern of the external origin signal output circuit indicates that the main signal becomes the predetermined phase An external origin signal output circuit that generates a phase signal and outputs the phase signal that rises after a predetermined margin that absorbs variations in the output timing of the internal origin signal after the internal origin signal is output as an external origin signal The external origin signal output circuit further comprises switching means for switching the phase of the output phase signal to a predetermined phase by an external operation .
[0009]
According to the present invention, the origin signal output according to the opposed state of the first origin detection pattern of the main scale and the second origin detection pattern of the index scale is used as the internal origin signal, and this internal origin signal is An external origin signal is output as an origin signal that serves as a measurement reference at a timing when the main signal has a prescribed phase after a predetermined margin that absorbs variations in the output timing of the internal origin signal after being output. Therefore, even if the output timing of the internal origin signal output by the origin detection pattern varies, the output timing of the origin signal, which is the reference for measurement, does not vary with respect to the main signal, and always provides highly accurate displacement measurement. Is possible. Also,
The external origin signal output circuit further includes switching means for switching the phase of the output phase signal by an operation from the outside, thereby taking into account variations in the output timing of the internal origin signal, The most appropriate phase can be selected.
[0010]
External origin signal output circuit has a gate output of the phase signal internal origin signal is outputted immediately after the output from the field in the portion origin signal output circuit even outputs a gate signal which becomes active only until completed a signal output circuit, the gate signal output of the phase device signals is able to configure a gate circuit to pass only during active.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which a displacement measuring apparatus according to the present invention is applied to an optical encoder, and is a perspective view showing a configuration of a detection system in particular.
As shown in FIG. 1, the detection system of the optical encoder includes a
[0012]
The
The
[0013]
The first
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
FIG. 2 shows a
[0017]
The synthesizing
[0018]
The
[0019]
Here, the 2-division and 4-division are examples, and for example, a combination of 2-division and 5-division signals is also possible. In short, a low-division signal having the same period as that of the A-phase signal φA and B-phase signal φB, and a two-phase square wave signal (D 100A , D 100B, etc.) And a division signal (medium division signal) having an intermediate division number.
The two-phase square wave signals D 100A and D 100B are output to a counter circuit (not shown), and the movement amount of the
[0020]
As shown in FIG. 4, the internal origin signal generation circuit 23 slices the original origin signal φZ at a predetermined reference level and outputs a pulsed internal origin signal Zi as shown in FIG. The internal origin signal Zi has a variation in the appearance position due to the various factors described above, as indicated by arrows and dotted lines in FIG.
[0021]
The gate signal output circuit 24 outputs a gate signal G. As shown in FIG. 3F, the gate signal output circuit 24 detects the rise of the internal origin signal Zi, raises the gate signal G, and sets the square wave signal D 4 . The gate signal G is caused to fall with the down signal as a release signal R.
[0022]
The phase specifying circuit 25 performs a logical operation on the plurality of square wave signals D 2 and D 4 to generate a phase signal output at a specific phase timing of the A-phase signal φA that is the main signal, and gates this phase signal. An external origin signal output circuit that outputs an external origin signal in response to the signal G is configured. One of the square wave signal D 2 and a signal obtained by inverting the square wave signal D 2 by the
[0023]
The switches SW1 and SW2 are switched appropriately by the user in consideration of the appearance position and variation of the internal origin signal Zi shown in FIG. For example by switches SW1, SW2, as shown in FIG. 5, the logical product of the inverted signal and the non-inverted signal of the square wave signal D 4 of the square wave signal D 2 (-D 2 AND D 4 ) and, both square wave D 2 , D 4 non-inverted signals and the logical product (D 2 AND D 4 ) can be appropriately selected as the output (phase signal) of the AND
[0024]
However, when the rising edge of the internal origin signal Zi is at the position shown in FIG. 5, if the logical product signal (−D 2 AND D 4 ) is selected as the phase signal, the internal origin signal Zi indicated by the dotted line in the figure The external origin signal Zo appears at the
[0025]
The selection of the switches SW1 and SW2 can be performed manually at the time of shipment adjustment. However, the time between the appearance position of the internal origin signal Zi and the appearance position of each phase signal is measured during the initialization process. The phase signal that rises earliest at a predetermined margin or more may be automatically selected by a control means that is programmed to select the optimum phase signal.
[0026]
The
[0027]
Next, the operation of the optical encoder configured as described above will be described.
First, in order to perform zero setting or presetting, the relative position of the
[0028]
Now, assuming that the phase relationship between the internal origin signal Zi and the main signal is as shown in FIG. 3, after the rising of the internal origin signal Zi, the phase of the 270 ° phase of the A phase signal φA, which is the main signal, is increased. The external origin signal Zo is output at the timing. The counting circuit (not shown) is reset or preset by the external origin signal Zo, and the counting circuit counts the 100-divided outputs D 100A and D 100B from the
[0029]
In the above-described embodiment, the present invention has been described by taking an optical encoder as an example. However, the origin detection method as in the present invention is not particularly limited to an optical encoder, and a magnetic encoder, electrostatic The present invention can be similarly applied to displacement detection devices of other detection methods such as a capacitive encoder and an electromagnetic induction encoder.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the displacement measuring apparatus of the present invention, the origin signal output according to the facing state of the first origin detection pattern of the main scale and the second origin detection pattern of the index scale. Is used as the internal origin signal, and after the internal origin signal is output, the external origin signal is measured at the timing when the main signal becomes a predetermined phase after passing through a predetermined margin that absorbs variations in the output timing of the internal origin signal. Since it is output as a reference origin signal, even if the output timing of the internal origin signal output by the origin detection pattern varies, the output timing of the origin signal as the measurement reference is Dispersion does not occur, and highly accurate displacement measurement is always possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical encoder according to an embodiment of the present invention.
2 shows a configuration of a
FIG. 3 is a timing chart showing signals input to the
4 is a conceptual diagram for explaining processing of a detection signal of a
5 is a diagram for explaining a method for selecting an output signal of an AND
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
このメインスケールに対して前記測定軸方向に相対的に移動可能に配置されて前記第1の変位検出用パターン及び第1の原点検出用パターンにそれぞれ対応する位置に第2の変位検出用パターン及び第2の原点検出用パターンが形成されたインデックススケールと、
前記メインスケールの第1の変位検出用パターンと前記インデックススケールの第2の変位検出用パターンとの前記測定軸方向の相対位置の変化に応じて位相が変化する主信号を出力する主信号出力回路と、
前記メインスケールの第1の原点検出用パターンと前記インデックススケールの第2の原点検出用パターンとの対向状態に応じて内部原点信号を出力する内部原点信号出力回路と、
前記主信号が前記所定の位相となったことを示す位相信号を生成すると共に、前記内部原点信号が出力されてから前記内部原点信号の出力タイミングのバラツキを吸収する所定のマージンを経た後に立ち上がる前記位相信号を外部原点信号として出力する外部原点信号出力回路と
を備え、
前記外部原点信号出力回路は更に、外部からの操作で前記出力される位相信号の位相を所定の位相に切替える切替手段を備えている
ことを特徴とする変位測定装置。A main scale formed with a first displacement detection pattern extending in the measurement axis direction and a first origin detection pattern for detecting the origin position in the measurement axis direction;
The second displacement detection pattern and the second displacement detection pattern are arranged at positions corresponding to the first displacement detection pattern and the first origin detection pattern, respectively, so as to be movable relative to the main scale in the measurement axis direction. An index scale on which a second origin detection pattern is formed;
A main signal output circuit that outputs a main signal whose phase changes according to a change in the relative position in the measurement axis direction between the first displacement detection pattern of the main scale and the second displacement detection pattern of the index scale. When,
An internal origin signal output circuit that outputs an internal origin signal in accordance with the opposing state of the first origin detection pattern of the main scale and the second origin detection pattern of the index scale;
Generating a phase signal indicating that the main signal has reached the predetermined phase, and rising after passing through a predetermined margin for absorbing variations in output timing of the internal origin signal after the internal origin signal is output; An external origin signal output circuit that outputs the phase signal as an external origin signal;
With
The displacement measuring apparatus, wherein the external origin signal output circuit further comprises switching means for switching the phase of the output phase signal to a predetermined phase by an external operation .
前記内部原点信号出力回路から内部原点信号が出力されてからその直後に出力される前記位相信号の出力が終了するまでの間だけアクティブになるゲート信号を出力するゲート信号出力回路と、
前記位相信号の出力を前記ゲート信号がアクティブの間だけ通過させるゲート回路と
を備えてなることを特徴とする請求項1記載の変位測定装置。The external origin signal output circuit is
A gate signal output circuit for outputting a gate signal which becomes active only until the output of the phase signal internal origin signal is outputted immediately after from the output ends before SL internal origin signal output circuit,
The displacement measuring apparatus according to claim 1, further comprising: a gate circuit that passes the output of the phase signal only while the gate signal is active.
前記位相信号は、前記第1信号と前記第2信号とを論理演算して得られることを特徴とする請求項3記載の変位測定装置。 The displacement measuring apparatus according to claim 3, wherein the phase signal is obtained by performing a logical operation on the first signal and the second signal.
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