JP7058935B2 - 光電式エンコーダ - Google Patents
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Description
本発明は、光電式エンコーダの光源の光量制御に関する。
従来、測定方向に沿って目盛を有するスケールと、光源から照射された光をスケールを介して受光する受光手段を有し、スケールの測定方向に沿って相対移動してスケールとの相対移動量を検出するヘッドと、ヘッドを制御する制御手段と、を備える光電式エンコーダが知られている。このような光電式エンコーダにおいて、受光手段は、スケールを介した光源からの光を受光して９０°位相が異なる２相正弦波状信号（リサージュ信号）を検出する。光電式エンコーダは、受光手段によって検出されたリサージュ信号に基づいてヘッドとスケールとの相対移動量の検出を行う。ここで、受光手段が検出したリサージュ信号の振幅が小さいと、相対的にノイズが大きくなり測定精度が低下してしまうという問題がある。
このため、例えば特許文献１に記載のエンコーダは、リサージュ波形（リサージュ信号）に含まれる理想的なリサージュ波形からの誤差を検出し、検出された誤差を累積演算して新たな補正値を設定する誤差検出部と、この補正値に応じて光源に供給する電流を調整する光源駆動処理部と、を備える。光源駆動処理部は、誤差検出部によってリサージュ波形の誤差が検出されたとき、光源への電流を調整して測定精度の低下を抑制している。具体的には、光電式エンコーダは、光源への電流を大きくして光源の光量を大きくすることで、光量が小さいときに比べて信頼性のあるリサージュ波形を取得することができる。
しかしながら、リサージュ波形の振幅が小さいときに光源駆動処理部が光源への電流を大きくすると、光源の消費電力が大きくなるという問題がある。
本発明の目的は、光源の消費電力の削減を図ることができる光電式エンコーダを提供することである。
本発明の光電式エンコーダは、測定方向に沿って目盛を有するスケールと、光源から照射された光をスケールを介して受光する受光手段を有し、前記スケールの測定方向に沿って相対移動して前記スケールとの相対移動量を検出するヘッドと、前記ヘッドを制御する制御手段と、を備える光電式エンコーダであって、前記制御手段は、前記光源の光量を増減させて所定の受光量を保つように制御する光量制御部と、前記受光手段にて受光した光に基づいてエラーを判定するエラー判定部と、前記光量制御部により制御された前記光源の光量が最大光量であり、かつ、前記エラー判定部がエラーと判定したときに前記光量制御部による制御を停止させて前記光源の光量を抑制する光量抑制部と、前記エラー判定部によって判定されたエラーに基づき前記光量抑制部によって光源の光量が抑制された後、前記光量制御部による制御を復帰させるための光を前記光源に復帰信号として出力させる復帰制御部と、前記受光手段にて受光した光に基づいてエラーを再び判定するエラー再判定部と、を備え、前記復帰制御部は、前記エラー再判定部がエラーと判定しなかったときに前記光量制御部による制御を復帰させ、前記エラー再判定部は、前記エラー判定部とは異なる判定基準でエラーを判定可能であることを特徴とする。
このような本発明によれば、光電式エンコーダは、受光手段にて受光した光に基づいてエラーを判定するエラー判定部を備えることで、例えばリサージュ信号の振幅が小さくなり光電式エンコーダの信頼性が低下した場合などにエラーと判定することができる。そして、光電式エンコーダは、エラー判定部がエラーと判定したときに光量制御部による制御を停止させて光源の光量を抑制する光量抑制部を備えることで、光量制御部によって光源への電流が大きくなるように制御されることを抑制することができる。したがって、光量抑制部は、光量制御部による電力過多となる制御を抑制することができるため、光源の消費電力の削減を図ることができる。また、光電式エンコーダは、光量制御部による制御を復帰させるための光を光源に復帰信号として出力させる復帰制御部と、受光手段にて受光した光に基づいてエラーを再び判定するエラー再判定部と、を備えることで、復帰制御部は、例えばリサージュ信号を検出してエラー再判定部がエラーと判定しなかったときに光量制御部による制御を復帰させることができる。
この際、前記光量抑制部は、前記エラー判定部がエラーと判定したとき、前記光源を消灯させることが好ましい。
このような構成によれば、光量抑制部は、エラー判定部がエラーと判定したときに光源を消灯させるため、光源の消費電力の削減をさらに図ることができる。
また、前記光量抑制部は、前記エラー判定部がエラーと判定したとき、前記光源を所定の光量に抑制することが好ましい。
このような構成によれば、光量抑制部は、エラー判定部がエラーと判定したときに光源を所定の光量に抑制するため、光源の消費電力の削減を図ることができる。ここで、光電式エンコーダは、光量抑制部によって光源が消灯された場合、リサージュ信号を検出することができない。しかし、光量抑制部によって光源が所定の光量に抑制された場合、光源は所定の光量の光を照射するため、光電式エンコーダは、リサージュ信号を検出できる可能性がある。
この際、前記復帰制御部は、前記光源を明滅させることによって、前記光源に前記復帰信号を出力させることが好ましい。
このような構成によれば、復帰制御部は光源を明滅させることによって、光源に復帰信号を出力させている間であっても光源の消費電力の削減を図ることができる。
ここで、光源としてＬＥＤ(Light Emitting Diode: 発光ダイオード)を採用した場合、ＬＥＤは累計使用時間により劣化するという特性を有するので、復帰制御部は、光源を明滅させることによって、光源（ＬＥＤ）の長寿命化を図ることができる。したがって、光電式エンコーダは光源の劣化を抑制することができる。
ここで、光源としてＬＥＤ(Light Emitting Diode: 発光ダイオード)を採用した場合、ＬＥＤは累計使用時間により劣化するという特性を有するので、復帰制御部は、光源を明滅させることによって、光源（ＬＥＤ）の長寿命化を図ることができる。したがって、光電式エンコーダは光源の劣化を抑制することができる。
この際、前記復帰制御部は、所定の契機に基づいて前記光源に前記復帰信号を出力させることが好ましい。
このような構成によれば、復帰制御部は、所定の契機に基づいて光源に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部は、復帰制御部が所定の契機に基づいて光源に復帰信号を出力させるまでは光源の光量を抑制するため、光源の消費電力の削減を図ることができる。
また、前記復帰制御部は、前記エラー判定部が判定したエラーに基づき前記光量抑制部によって光源の光量が抑制された後、前記ヘッドが相対移動したことを契機として前記光源に前記復帰信号を出力させることが好ましい。
このような構成によれば、復帰制御部は、エラー判定部が判定したエラーに基づき光量抑制部によって光量が抑制された後、ヘッドが相対移動したことを契機として光源に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部は、復帰制御部がヘッドの相対移動に基づいて光源に復帰信号を出力させるまでは光源の光量を抑制するため、光源の消費電力の削減を図ることができる。
また、前記復帰制御部は、前記エラー判定部が判定したエラーに基づき前記光量抑制部によって光源の光量が抑制された後、一定時間が経過したことを契機として前記光源に前記復帰信号を出力させることが好ましい。
このような構成によれば、復帰制御部は、エラー判定部が判定したエラーに基づき光量抑制部によって光源の光量が抑制された後、一定時間が経過したことを契機として光源に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部は、一定時間の経過後、復帰制御部が光源に復帰信号を出力させるまでは光源の光量を抑制するため、光源の消費電力の削減を図ることができる。また、復帰制御部は一定時間が経過したことを契機として光源に復帰信号を出力させるため、一定時間の経過後に、自動的に光源に復帰信号を出力させることができる。
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダを示す斜視図である。
エンコーダ１は、図１に示すように、測定方向（Ｘ方向）に沿って目盛を有するスケール２と、スケール２のＸ方向に沿って相対移動してスケール２との相対移動量を検出するヘッド３と、を備える光電式リニアエンコーダである。
なお、以下の説明において、スケール２の長手方向でありヘッド３の移動方向をＸ方向と記す場合がある。
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダを示す斜視図である。
エンコーダ１は、図１に示すように、測定方向（Ｘ方向）に沿って目盛を有するスケール２と、スケール２のＸ方向に沿って相対移動してスケール２との相対移動量を検出するヘッド３と、を備える光電式リニアエンコーダである。
なお、以下の説明において、スケール２の長手方向でありヘッド３の移動方向をＸ方向と記す場合がある。
スケール２は、ガラスなどで長尺状に形成され、スケール２のＸ方向に沿って反射部および非反射部を交互に有するインクリメンタルパターンの目盛２１とアブソリュートパターンの目盛２２とを備える。インクリメンタルパターンの目盛２１からはスケール２とヘッド３との相対移動量が検出され、アブソリュートパターンの目盛２２からは絶対位置が検出される。
ヘッド３は、光源４と、受光手段５と、を有している。
光源４は、例えばＬＥＤが用いられ、スケール２に光を照射する。受光手段５は、スケール２の目盛２１，２２を介して光を受光し、受光した光の光量変化を電気信号にする。そして、受光手段５はこの電気信号から９０°位相が異なる２相正弦波状信号（リサージュ信号）を検出する。エンコーダ１は、受光手段５によって検出されたリサージュ信号に基づいてスケール２とヘッド３との相対移動量の検出を行う。ここで、スケール２を介して反射した光の光量変化を電気信号に変換する方式を反射形光電式という。
光源４は、例えばＬＥＤが用いられ、スケール２に光を照射する。受光手段５は、スケール２の目盛２１，２２を介して光を受光し、受光した光の光量変化を電気信号にする。そして、受光手段５はこの電気信号から９０°位相が異なる２相正弦波状信号（リサージュ信号）を検出する。エンコーダ１は、受光手段５によって検出されたリサージュ信号に基づいてスケール２とヘッド３との相対移動量の検出を行う。ここで、スケール２を介して反射した光の光量変化を電気信号に変換する方式を反射形光電式という。
図２は、本発明の第１実施形態に係るエンコーダを示すブロック図である。
エンコーダ１は、ヘッド３を制御する制御手段６と、リサージュ信号に基づいて制御手段６で演算された相対移動量を出力する出力手段７と、をさらに備える。
制御手段６は、光量制御部１０と、エラー判定部１１と、光量抑制部１２と、を備える。また、制御手段６は、受光手段５によって検出されたリサージュ信号からスケール２とヘッド３との相対移動量を演算している。
出力手段７は、例えばエンコーダ１に接続するコンピュータのディスプレイ画面などに制御手段６によって演算された相対移動量を出力して表示させる。
エンコーダ１は、ヘッド３を制御する制御手段６と、リサージュ信号に基づいて制御手段６で演算された相対移動量を出力する出力手段７と、をさらに備える。
制御手段６は、光量制御部１０と、エラー判定部１１と、光量抑制部１２と、を備える。また、制御手段６は、受光手段５によって検出されたリサージュ信号からスケール２とヘッド３との相対移動量を演算している。
出力手段７は、例えばエンコーダ１に接続するコンピュータのディスプレイ画面などに制御手段６によって演算された相対移動量を出力して表示させる。
光量制御部１０は、光源４の光量を増減させて所定の受光量を保つように制御をしている。具体的には、光量制御部１０は、スケール２上の汚れなどによってリサージュ信号（リサージュ信号の振幅）の大きさがあらかじめ設定された理想のリサージュ信号の大きさと比較して小さくなったとき、光源４への電流を大きくして光量を増加させる。また、光量制御部１０は、リサージュ信号の大きさがあらかじめ設定された理想のリサージュ信号の大きさと比較して大きくなったとき、光源４への電流を小さくして光量を減少させる。このように、光量制御部１０は、受光手段５が理想のリサージュ信号を検出できる所定の受光量を保つ制御をしている。
なお、以下の説明において、リサージュ信号の振幅の大きさをリサージュ信号の大きさと記す場合がある。
なお、以下の説明において、リサージュ信号の振幅の大きさをリサージュ信号の大きさと記す場合がある。
エラー判定部１１は、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを判定している。具体的には、エラー判定部１１は、あらかじめ設定されたエラー判定基準のリサージュ信号と受光手段５で検出されたリサージュ信号とを比較して、エラー判定基準のリサージュ信号よりも受光手段５で検出されたリサージュ信号が小さくなったとき、エラーと判定する。ここで、エラー判定基準は、受光手段５がリサージュ信号を検出できなくなるリサージュ信号の大きさに設定されている。エラー判定基準のリサージュ信号よりも受光手段５で検出されたリサージュ信号が小さくなった場合、相対的にノイズが大きくなり測定精度が低下するため、受光手段５は正常なリサージュ信号を検出することができない。
光量抑制部１２は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光量制御部１０による制御を停止させて光源４の光量を抑制する。具体的には、光量抑制部１２は、光源４を消灯させることによって光源４の光量を抑制する。
光量抑制部１２は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光量制御部１０による制御を停止させて光源４の光量を抑制する。具体的には、光量抑制部１２は、光源４を消灯させることによって光源４の光量を抑制する。
図３は、本発明の第１実施形態に係る光源の光量制御を示すフローチャートである。
以下、光源４の光量制御について、図３を参照して説明する。
エンコーダ１は、先ず、光源４の光量を制御する光量制御部１０による光量制御工程を実行する（ステップＳＴ０１）。次に、エラー判定部１１は、受光手段５にて受光した光に基づいてリサージュ信号にエラーがあるか否かを判定する（ステップＳＴ０２）。
以下、光源４の光量制御について、図３を参照して説明する。
エンコーダ１は、先ず、光源４の光量を制御する光量制御部１０による光量制御工程を実行する（ステップＳＴ０１）。次に、エラー判定部１１は、受光手段５にて受光した光に基づいてリサージュ信号にエラーがあるか否かを判定する（ステップＳＴ０２）。
エラー判定部１１がエラーと判定したとき（ステップＳＴ０２でＹＥＳ）、光量抑制部１２は、光量制御部１０による制御を停止させて光源４を消灯する光量抑制工程を実行する（ステップＳＴ０３）。光量抑制部１２によって光源４が消灯されると、受光手段５はリサージュ信号を検出することができない。エラー判定部１１がエラーと判定しなかったとき（ステップＳＴ０２でＮＯ）、ステップＳＴ０１へと戻り、光量制御部１０は光量制御工程を実行する。
図４は、本発明の第１実施形態に係るリサージュ信号の大きさおよび光源の光量の変化を示すグラフである。具体的には、図４（Ａ）はリサージュ信号の大きさの変化を示すグラフであり、図４（Ｂ）は光源４の光量の変化を示すグラフである。
図４（Ａ）のリサージュ信号の大きさを示すグラフは、縦軸をリサージュ信号の大きさとし、横軸をスケール２の汚れの量としている。図４（Ｂ）の光源４の光量の変化を示すグラフは、縦軸を光源４の光量とし、横軸を図４（Ａ）と同様に汚れの量としている。
以下、リサージュ信号の大きさおよび光源４の光量の変化について、図４を参照して説明する。
図４（Ａ）のリサージュ信号の大きさを示すグラフは、縦軸をリサージュ信号の大きさとし、横軸をスケール２の汚れの量としている。図４（Ｂ）の光源４の光量の変化を示すグラフは、縦軸を光源４の光量とし、横軸を図４（Ａ）と同様に汚れの量としている。
以下、リサージュ信号の大きさおよび光源４の光量の変化について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、スケール２の汚れの量が増加すると受光手段５が受光する光量が減少してリサージュ信号が小さくなる。このため、光量制御部１０は、光源４への電流を大きくして光量を増加させ、受光手段５が受光する光量を一定に保とうとする（ステップＳＴ０１、図３参照）。これにより、汚れの量ａまでは受光手段５は光量制御部１０による制御によって汚れがあったとしても正常なリサージュ信号を検出する。
汚れの量が増加し汚れの量ａまで達すると、光源４の光量は光量制御部１０による制御で既に最大光量Ｍａｘに達しているため、汚れの量の増加にともなって受光手段５が受光する光量が減少し、検出されるリサージュ信号は小さくなる。
汚れの量ａから汚れの量ｂにかけて汚れの量がさらに増加し、リサージュ信号の大きさが汚れの量ｂのエラー判定基準に達したとき、エラー判定部１１はエラーと判定する（ステップＳＴ０２でＹＥＳ）。そして、光量抑制部１２は、汚れの量ｂにおいて光源４を消灯させる（ステップＳＴ０３）。
汚れの量が増加し汚れの量ａまで達すると、光源４の光量は光量制御部１０による制御で既に最大光量Ｍａｘに達しているため、汚れの量の増加にともなって受光手段５が受光する光量が減少し、検出されるリサージュ信号は小さくなる。
汚れの量ａから汚れの量ｂにかけて汚れの量がさらに増加し、リサージュ信号の大きさが汚れの量ｂのエラー判定基準に達したとき、エラー判定部１１はエラーと判定する（ステップＳＴ０２でＹＥＳ）。そして、光量抑制部１２は、汚れの量ｂにおいて光源４を消灯させる（ステップＳＴ０３）。
このような本実施形態によれば、以下の作用・効果を奏することができる。
（１）エンコーダ１は、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを判定するエラー判定部１１を備えることで、例えばリサージュ信号が小さくなりエンコーダ１の信頼性が低下した場合などにエラーと判定することができる。そして、エンコーダ１は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光量制御部１０による制御を停止させて光源４の光量を抑制する光量抑制部１２を備えることで、光量制御部１０によって光源４への電流が大きくなるように制御されることを抑制することができる。したがって、光量抑制部１２は、光量制御部１０による電力過多となる制御を抑制することができるため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（１）エンコーダ１は、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを判定するエラー判定部１１を備えることで、例えばリサージュ信号が小さくなりエンコーダ１の信頼性が低下した場合などにエラーと判定することができる。そして、エンコーダ１は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光量制御部１０による制御を停止させて光源４の光量を抑制する光量抑制部１２を備えることで、光量制御部１０によって光源４への電流が大きくなるように制御されることを抑制することができる。したがって、光量抑制部１２は、光量制御部１０による電力過多となる制御を抑制することができるため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（２）光量抑制部１２は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光源４を消灯させるため、光源４の消費電力の削減をさらに図ることができる。
（３）光量抑制部１２は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光源４を所定の光量に制御するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（３）光量抑制部１２は、エラー判定部１１がエラーと判定したときに光源４を所定の光量に制御するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
なお、ステップＳＴ０３（図３参照）において、光量抑制部１２は光源４を消灯する光量抑制工程を実行したが、光源４を消灯させずに光源４による光を所定の光量に抑制する光量抑制工程を実行してもよい。ここで、所定の光量とは、光源４の最大光量Ｍａｘよりも小さく、受光手段５がリサージュ信号を検出できる程度の光量であることが好ましい。
これにより、光量抑制部１２は、光源４を所定の光量に抑制したとき、光源４は所定の光量の光を照射するため、エンコーダ１は、リサージュ信号を検出できる可能性がある。
これにより、光量抑制部１２は、光源４を所定の光量に抑制したとき、光源４は所定の光量の光を照射するため、エンコーダ１は、リサージュ信号を検出できる可能性がある。
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
図５は、本発明の第２実施形態に係るエンコーダを示すブロック図である。
前記第１実施形態のエンコーダ１は制御手段６を備え、制御手段６は、光量制御部１０と、エラー判定部１１と、光量抑制部１２と、を備えていた。これに対して、図５に示すように、本実施形態のエンコーダ１Ａは制御手段６Ａを備え、制御手段６Ａは、光量制御部１０と、エラー判定部１１と、光量抑制部１２と、の他に、復帰制御部１３と、エラー再判定部１４と、をさらに備える点で前記第１実施形態と異なる。
前記第１実施形態のエンコーダ１は制御手段６を備え、制御手段６は、光量制御部１０と、エラー判定部１１と、光量抑制部１２と、を備えていた。これに対して、図５に示すように、本実施形態のエンコーダ１Ａは制御手段６Ａを備え、制御手段６Ａは、光量制御部１０と、エラー判定部１１と、光量抑制部１２と、の他に、復帰制御部１３と、エラー再判定部１４と、をさらに備える点で前記第１実施形態と異なる。
復帰制御部１３は、エラー判定部１１によって判定されたエラーに基づき光量抑制部１２によって光源４の光量が抑制された後、光量制御部１０による制御を復帰させるための光を光源４に復帰信号として出力させる。このとき、復帰制御部１３は、光源４を明滅させることによって、光源４に復帰信号を出力させる。
エラー再判定部１４は、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを再び判定する。
ここで、エラー再判定部１４は、エラー判定部１１と同じエラー判定基準のリサージュ信号を用いて受光手段５で検出されたリサージュ信号と比較してエラーがあるか否かを判定する。なお、エラー再判定部１４は、エラー判定部１１と同じエラー判定基準のリサージュ信号を用いずに、エラー判定部１１のエラー判定基準よりも大きいリサージュ信号をエラー再判定部１４のエラー判定基準としてもよいし、エラー判定部１１のエラー判定基準よりも小さいリサージュ信号をエラー再判定部１４のエラー判定基準としてもよい。
復帰制御部１３は、受光手段５が復帰信号からリサージュ信号を検出し、エラー再判定部１４がエラーと判定しなかったときに光量制御部１０による制御を復帰させる。
エラー再判定部１４は、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを再び判定する。
ここで、エラー再判定部１４は、エラー判定部１１と同じエラー判定基準のリサージュ信号を用いて受光手段５で検出されたリサージュ信号と比較してエラーがあるか否かを判定する。なお、エラー再判定部１４は、エラー判定部１１と同じエラー判定基準のリサージュ信号を用いずに、エラー判定部１１のエラー判定基準よりも大きいリサージュ信号をエラー再判定部１４のエラー判定基準としてもよいし、エラー判定部１１のエラー判定基準よりも小さいリサージュ信号をエラー再判定部１４のエラー判定基準としてもよい。
復帰制御部１３は、受光手段５が復帰信号からリサージュ信号を検出し、エラー再判定部１４がエラーと判定しなかったときに光量制御部１０による制御を復帰させる。
図６は、本発明の第２実施形態に係る光源の光量制御を示すフローチャートであり、図７は、本発明の第２実施形態に係る光源の明滅を示すグラフである。
図７の光源４の明滅を示すグラフは、縦軸を光源４の光量とし、横軸を時間ｔとしている。
以下、光源４の光量制御について、図４，６，７を参照して説明する。
図６に示すように、先ず、エンコーダ１Ａは、光量抑制部１２がステップＳＴ０３の光量抑制工程を実行した後、復帰制御部１３に光源４を明滅させて復帰信号を出力させる復帰制御工程を実行させる（ステップＳＴ１４）。図４に示すように、汚れの量ｂで光量抑制部１２が光量抑制工程を実行すると、光源４は消灯する。光源４が消灯した後、図７に示すように、復帰制御部１３は、光源４を最大光量Ｍａｘおよび最小光量０で一定の周期で明滅させて復帰信号を出力させる。このとき、復帰制御部１３によって光源４は最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を方形波状に明滅する。
図７の光源４の明滅を示すグラフは、縦軸を光源４の光量とし、横軸を時間ｔとしている。
以下、光源４の光量制御について、図４，６，７を参照して説明する。
図６に示すように、先ず、エンコーダ１Ａは、光量抑制部１２がステップＳＴ０３の光量抑制工程を実行した後、復帰制御部１３に光源４を明滅させて復帰信号を出力させる復帰制御工程を実行させる（ステップＳＴ１４）。図４に示すように、汚れの量ｂで光量抑制部１２が光量抑制工程を実行すると、光源４は消灯する。光源４が消灯した後、図７に示すように、復帰制御部１３は、光源４を最大光量Ｍａｘおよび最小光量０で一定の周期で明滅させて復帰信号を出力させる。このとき、復帰制御部１３によって光源４は最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を方形波状に明滅する。
図６に示すように、復帰制御部１３がステップＳＴ１４の復帰制御工程を実行した後、エラー再判定部１４は、受光手段５にて受光した光に基づいてリサージュ信号にエラーがあるか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。エラー再判定部１４がエラーと判定したとき（ステップＳＴ１５でＹＥＳ）、ステップＳＴ１４へと戻り、復帰制御部１３は復帰制御工程を実行する。エラー再判定部１４がエラーと判定しなかったとき（ステップＳＴ１５でＮＯ）、ステップＳＴ０１へと戻り、光量制御部１０は復帰するとともに光量制御工程を実行する。
なお、ステップＳＴ１４において、復帰制御部１３は、光源４を明滅させて復帰信号を出力させたが、光源４を明滅させずに一定の光量で復帰信号を出力させてもよい。このとき、光源４の光量は、受光手段５がリサージュ信号を検出できる程度の光量であることが好ましい。
なお、ステップＳＴ１４において、復帰制御部１３は、光源４を明滅させて復帰信号を出力させたが、光源４を明滅させずに一定の光量で復帰信号を出力させてもよい。このとき、光源４の光量は、受光手段５がリサージュ信号を検出できる程度の光量であることが好ましい。
このような本実施形態においても、前記第１実施形態における（１）～（３）と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（４）エンコーダ１Ａは、光量制御部１０による制御を復帰させるための光を光源４に復帰信号として出力させる復帰制御部１３と、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを再び判定するエラー再判定部１４と、を備えることで、復帰制御部１３は、リサージュ信号を検出してエラー再判定部１４がエラーと判定しなかったときに光量制御部１０による制御を復帰させることができる。
（５）復帰制御部１３は光源４を明滅させることによって、光源４に復帰信号を出力させている間であっても光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（６）復帰制御部１３は、ＬＥＤである光源４を明滅させることによって、光源４の長寿命化を図ることができる。したがって、エンコーダ１Ａは光源４の劣化を抑制することができる。
（４）エンコーダ１Ａは、光量制御部１０による制御を復帰させるための光を光源４に復帰信号として出力させる復帰制御部１３と、受光手段５にて受光した光に基づいてエラーを再び判定するエラー再判定部１４と、を備えることで、復帰制御部１３は、リサージュ信号を検出してエラー再判定部１４がエラーと判定しなかったときに光量制御部１０による制御を復帰させることができる。
（５）復帰制御部１３は光源４を明滅させることによって、光源４に復帰信号を出力させている間であっても光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（６）復帰制御部１３は、ＬＥＤである光源４を明滅させることによって、光源４の長寿命化を図ることができる。したがって、エンコーダ１Ａは光源４の劣化を抑制することができる。
図８は、本発明の第２実施形態に係る光源の明滅の変形例を示すグラフである。
なお、復帰制御部１３による光源４の明滅は、図７に示すように、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を方形波状に明滅させずに、図８（Ａ）に示すように、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を三角波状に明滅させてもよいし、図８（Ｂ）に示すように、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を正弦波状に明滅させてもよい。
また、復帰制御部１３は、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０で明滅させずに、最大光量Ｍａｘよりも小さい光量を波形の最大値として明滅させてもよいし、最小光量０よりも大きい光量を波形の最小値として明滅させてもよい。
なお、復帰制御部１３による光源４の明滅は、図７に示すように、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を方形波状に明滅させずに、図８（Ａ）に示すように、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を三角波状に明滅させてもよいし、図８（Ｂ）に示すように、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０の間を正弦波状に明滅させてもよい。
また、復帰制御部１３は、最大光量Ｍａｘおよび最小光量０で明滅させずに、最大光量Ｍａｘよりも小さい光量を波形の最大値として明滅させてもよいし、最小光量０よりも大きい光量を波形の最小値として明滅させてもよい。
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
以下、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
図９は、本発明の第３実施形態に係る光源の光量制御を示すフローチャートである。
前記第２実施形態では、エンコーダ１Ａの制御手段６Ａは、ステップＳＴ１４において復帰制御工程を実行していた。これに対して、本実施形態の制御手段６Ａは、ステップＳＴ１４ａにおいて復帰制御実行工程を実行する点で前記第２実施形態と異なる。
図９に示すように、エンコーダ１Ａは、光量抑制部１２がステップＳＴ０３の光量抑制工程を実行した後、復帰制御部１３に所定の契機に基づいて光源４に復帰信号を出力させる復帰制御実行工程を実行させる（ステップＳＴ１４ａ）。
前記第２実施形態では、エンコーダ１Ａの制御手段６Ａは、ステップＳＴ１４において復帰制御工程を実行していた。これに対して、本実施形態の制御手段６Ａは、ステップＳＴ１４ａにおいて復帰制御実行工程を実行する点で前記第２実施形態と異なる。
図９に示すように、エンコーダ１Ａは、光量抑制部１２がステップＳＴ０３の光量抑制工程を実行した後、復帰制御部１３に所定の契機に基づいて光源４に復帰信号を出力させる復帰制御実行工程を実行させる（ステップＳＴ１４ａ）。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る復帰制御実行工程を示すフローチャートである。具体的には、図９のステップＳＴ１４ａの復帰制御実行工程での復帰制御部１３の動作を示すフローチャートである。
図１０に示すように、復帰制御部１３は、光量抑制部１２がステップＳＴ０３の光量抑制工程を実行した後（図９参照）、ヘッド３がスケール２に対して相対移動したか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。ここで、スケール２に対するヘッド３の相対移動量は受光手段５が検出していたが、光量抑制部１２によって光源４の光量が抑制されているため、受光手段５ではヘッド３がスケール２に対して相対移動したか否かを検出することができない。そのため、復帰制御部１３は、ヘッド３に実装された例えば加速度センサによってヘッド３が相対移動したか否かを判定する。復帰制御部１３はヘッド３が相対移動したと判定したとき（ステップＳＴ２１でＹＥＳ）、光源４を明滅させて復帰信号を出力させる復帰制御工程を実行する（ステップＳＴ２２）。復帰制御部１３はヘッド３が相対移動しなかったと判定したとき（ステップＳＴ２１でＮＯ）、ステップＳＴ２１へと戻る。
図１０に示すように、復帰制御部１３は、光量抑制部１２がステップＳＴ０３の光量抑制工程を実行した後（図９参照）、ヘッド３がスケール２に対して相対移動したか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。ここで、スケール２に対するヘッド３の相対移動量は受光手段５が検出していたが、光量抑制部１２によって光源４の光量が抑制されているため、受光手段５ではヘッド３がスケール２に対して相対移動したか否かを検出することができない。そのため、復帰制御部１３は、ヘッド３に実装された例えば加速度センサによってヘッド３が相対移動したか否かを判定する。復帰制御部１３はヘッド３が相対移動したと判定したとき（ステップＳＴ２１でＹＥＳ）、光源４を明滅させて復帰信号を出力させる復帰制御工程を実行する（ステップＳＴ２２）。復帰制御部１３はヘッド３が相対移動しなかったと判定したとき（ステップＳＴ２１でＮＯ）、ステップＳＴ２１へと戻る。
復帰制御部１３がステップＳＴ２２の復帰制御工程を実行した後、エラー再判定部１４は、受光手段５にて受光した光に基づいてリサージュ信号にエラーがあるか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。エラー再判定部１４がエラーと判定したとき（ステップＳＴ２３でＹＥＳ）、ステップＳＴ２２へと戻り、復帰制御部１３は復帰制御工程を実行する。エラー再判定部１４がエラーと判定しなかったとき（ステップＳＴ２３でＮＯ）、復帰制御部１３は復帰制御実行工程を終了する。
このような本実施形態においても、前記第１実施形態および前記第２実施形態と同様の作用、効果を奏することができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（７）復帰制御部１３は、所定の契機に基づいて光源４に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部１２は、復帰制御部１３が所定の契機に基づいて光源４に復帰信号を出力させるまでは光源４の光量を抑制するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（８）復帰制御部１３は、エラー判定部１１が判定したエラーに基づき光量抑制部１２によって光量が抑制された後、ヘッド３が相対移動したことを契機として光源４に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部１２は、復帰制御部１３がヘッド３の相対移動に基づいて光源４に復帰信号を出力させるまでは光源４の光量を抑制するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（７）復帰制御部１３は、所定の契機に基づいて光源４に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部１２は、復帰制御部１３が所定の契機に基づいて光源４に復帰信号を出力させるまでは光源４の光量を抑制するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
（８）復帰制御部１３は、エラー判定部１１が判定したエラーに基づき光量抑制部１２によって光量が抑制された後、ヘッド３が相対移動したことを契機として光源４に復帰信号を出力させることができる。したがって、光量抑制部１２は、復帰制御部１３がヘッド３の相対移動に基づいて光源４に復帰信号を出力させるまでは光源４の光量を抑制するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。
なお、ステップＳＴ１４ａの復帰制御実行工程において、復帰制御部１３はステップＳＴ２１でヘッド３が相対移動したか否かを判定したが、一定時間が経過したか否かを判定してもよい。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る復帰制御実行工程の変形例を示すフローチャートである。
図１１に示すように、復帰制御部１３は、光量抑制部１２がステップＳＴ０３（図９参照）の光量抑制工程を実行した後、一定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ２１ａ）。
復帰制御部１３は一定時間が経過したと判定したとき（ステップＳＴ２１ａでＹＥＳ）、光源４を明滅させて復帰信号を出力させる復帰制御工程を実行する（ステップＳＴ２２）。復帰制御部１３は一定時間が経過していないと判定したとき（ステップＳＴ２１ａでＮＯ）、ステップＳＴ２１ａへと戻る。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る復帰制御実行工程の変形例を示すフローチャートである。
図１１に示すように、復帰制御部１３は、光量抑制部１２がステップＳＴ０３（図９参照）の光量抑制工程を実行した後、一定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ２１ａ）。
復帰制御部１３は一定時間が経過したと判定したとき（ステップＳＴ２１ａでＹＥＳ）、光源４を明滅させて復帰信号を出力させる復帰制御工程を実行する（ステップＳＴ２２）。復帰制御部１３は一定時間が経過していないと判定したとき（ステップＳＴ２１ａでＮＯ）、ステップＳＴ２１ａへと戻る。
これにより、復帰制御部１３は、エラー判定部１１が判定したエラーに基づき光量抑制部１２によって光源４の光量が抑制された後、一定時間が経過したことを契機として光源４に復帰信号を出力させることができる。光量抑制部１２は、一定時間の経過後、復帰制御部１３が光源４に復帰信号を出力させるまでは光源４の光量を抑制するため、光源４の消費電力の削減を図ることができる。また、復帰制御部１３は一定時間が経過したことを契機として光源４に復帰信号を出力させるため、一定時間の経過後に、自動的に光源４に復帰信号を出力させることができる。
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、光電式リニアエンコーダを例として本発明をエンコーダ１，１Ａに用いる場合を説明したが、エンコーダ１，１Ａは、ロータリーエンコーダでもよい。また、その他の測定器等においても利用可能であり、本発明を何に実装するかについては、特に限定されるものではない。
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、光電式リニアエンコーダを例として本発明をエンコーダ１，１Ａに用いる場合を説明したが、エンコーダ１，１Ａは、ロータリーエンコーダでもよい。また、その他の測定器等においても利用可能であり、本発明を何に実装するかについては、特に限定されるものではない。
前記各実施形態では、エンコーダ１，１Ａは、スケール２の目盛２１，２２を反射した光を受光手段５が受光する反射形光電式として記載したが、スケール２は透過部と非透過部とを有する目盛２１，２２を備え、目盛２１，２２の透過部を透過した光を受光手段５が受光する透過形光電式であってもよい。スケール２は、インクリメンタルパターンの目盛２１とアブソリュートパターンの目盛２２とを備えていたが、スケール２は目盛を有していればよく、検出器の形式や検出方式等は特に限定されるものではない。
以上のように、本発明は、光電式エンコーダの光源の光量制御に好適に利用できる。
１，１Ａ エンコーダ
２ スケール
３ ヘッド
４ 光源
５ 受光手段
６，６Ａ 制御手段
１０ 光量制御部
１１ エラー判定部
１２ 光量抑制部
１３ 復帰制御部
１４ エラー再判定部
２ スケール
３ ヘッド
４ 光源
５ 受光手段
６，６Ａ 制御手段
１０ 光量制御部
１１ エラー判定部
１２ 光量抑制部
１３ 復帰制御部
１４ エラー再判定部
Claims (4)
- 測定方向に沿って目盛を有するスケールと、前記スケールに光を照射する光源及び前記光源から照射された光をスケールを介して受光する受光手段を有し、前記スケールの測定方向に沿って相対移動して前記スケールとの相対移動量を検出するヘッドと、前記ヘッドを制御する制御手段と、を備える光電式エンコーダであって、
前記制御手段は、
前記光源の光量を増減させて所定の受光量を保つように制御する光量制御部と、
前記受光手段にて受光した光に基づいてエラーを判定するエラー判定部と、
前記光量制御部により制御された前記光源の光量が最大光量であり、かつ、前記エラー判定部がエラーと判定したときに前記光量制御部による制御を停止させて前記光源の光量を抑制する光量抑制部と、
前記エラー判定部によって判定されたエラーに基づき前記光量抑制部によって光源の光量が抑制された後、前記光量制御部による制御を復帰させるための光を前記光源に復帰信号として出力させる復帰制御部と、
前記受光手段にて受光した光に基づいてエラーを再び判定するエラー再判定部と、を備え、
前記復帰制御部は、
前記エラー再判定部がエラーと判定しなかったときに前記光量制御部による制御を復帰させ、
前記エラー再判定部は、
前記エラー判定部とは異なる判定基準でエラーを判定可能であり、
前記復帰制御部は、前記ヘッドに実装された加速度センサが検出する加速度に基づいてヘッドが相対移動したか否かを判定し、前記エラー判定部が判定したエラーに基づき前記光量抑制部によって光源の光量が抑制された後、前記ヘッドが相対移動したと判定したことを契機として前記光源に前記復帰信号を出力させることを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項１に記載された光電式エンコーダにおいて、
前記光量抑制部は、
前記エラー判定部がエラーと判定したとき、前記光源を消灯させることを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項１に記載された光電式エンコーダにおいて、
前記光量抑制部は、
前記エラー判定部がエラーと判定したとき、前記光源を所定の光量に抑制することを特徴とする光電式エンコーダ。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載された光電式エンコーダにおいて、
前記復帰制御部は、
前記光源を明滅させることによって、前記光源に前記復帰信号を出力させることを特徴とする光電式エンコーダ。
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