JP5984364B2 - 光学式エンコーダおよびこれを備えた装置 - Google Patents
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Description
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする。
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする。
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする。
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする。
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする。
a:b=1:1
である。このため、受光部3上に投影される周期パターンの像は、スケール2上の周期パターンの2倍の大きさを持つことになる。したがって、スケール2と受光部3とが位置検出方向に相対移動したときに4つのPDから得られる4つの電気信号は、基準位相の擬似正弦波信号と、この基準位相信号に対してそれぞれ、π/2、πおよび3π/2の位相ずれを有する3つの擬似正弦波信号となる。そして、基準信号とこれに対してπだけ位相がずれた信号の差をとるとともに、基準信号に対して位相がπ/2と3π/2だけずれた2つの信号の差をとることで、互いにπ/2だけ位相がずれた2相の擬似正弦波信号を生成することができる。
本実施例では、光源1から受光部3上の任意の1点に到達する検出光の光路が、周期パターン上でY方向にnt(ただし、nは自然数)の幅を持つように構成する。この構成を採用することで、光源1(および受光部3)とスケール2がY方向に相対変位したとしても、積分される成分が一定に保たれ、2相信号の基本波の位相が変化したり、高次成分の除去効果が低下したりすることを抑制できる。このとき、光源1のY方向の幅wは、以下の式(2)で示す条件を満足する。
w=(a+b)/b・nt …(2)
(a:b=1:1のとき、w=2nt)
式(2)の条件について、図5を用いて説明する。図5には、光源1とスケール2上の周期パターンと受光部3との相対位置関係を示している。図5の上下方向がY方向に相当する。図5に示す三角形は、光源1のY方向全体(幅w)から受光部3上の任意の1点に到達する検出光の光路を示している。光源1と周期パターンとの間の距離と、周期パターンと受光部3との間の距離の比は、前述したようにa:b(例えば、1:1)である。そして、光源1のY方向の幅wを底辺とする三角形と、周期パターン上のntの幅を底辺とする三角形とは相似の関係にあるため、式(2)が導出される。
v=(a+b)/a・mt …(3)
(a:b=1:1のとき、v=2mt)
式(3)の条件について、図6を用いて説明する。図6には、光源1とスケール2上の周期パターンと受光部3との相対位置関係を示している。図6の上下方向がY方向に相当する。図6中の三角形は、光源1の任意の1点から受光部3のY方向全体(幅v)に到達する検出光の光路を示している。光源1と周期パターンとの間の距離と、周期パターンと受光部3との間の距離との比は、前述したようにa:b(例えば、1:1)である。そして、受光部3のY方向幅vを底辺とする三角形と、周期パターン上のmtの幅を底辺とする三角形とは相似の関係にあるため、式(3)が導出される。
また、スケール2上の光学部は、反射部でも透過部でもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
2 スケール
3 受光部
Claims (7)
- 光を反射または透過する光学部が第1の方向に第1の周期で形成された周期パターンを有するスケールと、
光源から射出されて前記光学部を介した検出光を光電変換して前記第1の周期に応じた変化周期を有する信号を出力する受光部とを有し、
前記スケールと前記受光部とは、前記第1の方向での相対移動が可能であり、
前記周期パターンにおける前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とするとき、
前記光学部は、前記第2の方向にて隣り合う複数の部分が互いに前記第1の方向にシフトしたパターンを、前記第2の方向に第2の周期tで有しており、
自然数をn、前記光源から前記周期パターンまでの距離と前記周期パターンから前記受光部までの距離との比をa:bとするとき、
前記光源の前記第2の方向での幅wが、
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする光学式エンコーダ。 - 光を反射または透過する光学部が第1の方向に第1の周期で形成された周期パターンを有するスケールと、
光源から射出されて前記光学部を介した検出光を光電変換して前記第1の周期に応じた変化周期を有する信号を出力する受光部とを有し、
前記スケールと前記受光部とは、前記第1の方向での相対移動が可能であり、
前記周期パターンにおける前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とするとき、
前記周期パターンにおける前記第2の方向での前記光学部と該光学部ではない部分との割合が前記第1の方向において変化し、かつ前記周期パターンは、前記光学部と前記光学部ではない部分からなるパターンを前記第2の方向に第2の周期tで有しており、
自然数をn、前記光源から前記周期パターンまでの距離と前記周期パターンから前記受光部までの距離との比をa:bとするとき、
前記光源の前記第2の方向での幅wが、
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする光学式エンコーダ。 - 光を反射または透過する光学部が第1の方向に第1の周期で形成された周期パターンを有するスケールと、
光源から射出されて前記光学部を介した検出光を光電変換して前記第1の周期に応じた変化周期を有する信号を出力する受光部とを有し、
前記スケールと前記受光部とは、前記第1の方向での相対移動が可能であり、
前記周期パターンにおける前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とするとき、
前記周期パターンにおける前記第1の方向での前記光学部と該光学部でない部分との割合が前記第2の方向において変化し、かつ前記周期パターンは、前記光学部と前記光学部ではない部分からなるパターンを前記第2の方向に第2の周期tで有しており、
自然数をn、前記光源から前記周期パターンまでの距離と前記周期パターンから前記受光部までの距離との比をa:bとするとき、
前記光源の前記第2の方向での幅wが、
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする光学式エンコーダ。 - 光を反射または透過する光学部が第1の方向に第1の周期で形成された周期パターンを有するスケールと、
光源から射出されて前記光学部を介した検出光を光電変換して前記第1の周期に応じた変化周期を有する信号を出力する受光部とを有し、
前記スケールと前記受光部とは、前記第1の方向での相対移動が可能であり、
前記周期パターンにおける前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とするとき、
前記周期パターンは、前記光学部と該光学部ではない部分からなるパターンを前記第2の方向に第2の周期tで有しており、
自然数をn、前記光源から前記周期パターンまでの距離と前記周期パターンから前記受光部までの距離との比をa:bとするとき、
前記光源の前記第2の方向での幅wが、
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする光学式エンコーダ。 - 光を反射または透過する光学部が第1の方向に互いに異なる第1の周期で形成された複数のパターンが、前記第1の方向に直交する第2の方向に多重に設けられた多重周期パターンを有するスケールと、
光源から射出されて前記光学部を介した検出光を光電変換して、前記複数のパターンのうち特定のパターンの前記第1の周期に応じた変化周期を有する信号を出力する受光部とを有し、
前記スケールと前記受光部とは、前記第1の方向での相対移動が可能であり、
前記多重周期パターンは、前記光学部と該光学部ではない部分からなるパターンを前記第2の方向に第2の周期tで有しており、
自然数をn、前記光源から前記多重周期パターンまでの距離と前記多重周期パターンから前記受光部までの距離との比をa:bとするとき、
前記光源の前記第2の方向での幅wが、
w=(a+b)/b・nt
を満足することを特徴とする光学式エンコーダ。 - 前記受光部の前記第2の方向での幅vが、自然数をmとするとき、
v=(a+b)/a・mt
を満足することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光学式エンコーダ。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の光学式エンコーダと、
該エンコーダを用いて位置が検出される可動部材とを有することを特徴とする光学装置。
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