JPH0128886B2 - - Google Patents
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- JPH0128886B2 JPH0128886B2 JP56055404A JP5540481A JPH0128886B2 JP H0128886 B2 JPH0128886 B2 JP H0128886B2 JP 56055404 A JP56055404 A JP 56055404A JP 5540481 A JP5540481 A JP 5540481A JP H0128886 B2 JPH0128886 B2 JP H0128886B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/38—Forming the light into pulses by diffraction gratings
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光電式エンコーダーに係り、特に内挿
分割精度を高めるために複数のセグメントに分割
された固定格子を有する光電式エンコーダーに関
する。
分割精度を高めるために複数のセグメントに分割
された固定格子を有する光電式エンコーダーに関
する。
一般に高分解能光電式エンコーダーにおいては
その分解能及び内挿分割精度を高めるために種々
の試みがなされている。
その分解能及び内挿分割精度を高めるために種々
の試みがなされている。
その一例として格子パターンの格子ピツチを微
小にして高分解能化を図るものがある。
小にして高分解能化を図るものがある。
これによつて格子ピツチを極端に微小とする
と、光の回折による影響によつて隣接する格子の
像が重なりあいその信号出力のＳ／Ｎ比が低下す
る原因となる。
と、光の回折による影響によつて隣接する格子の
像が重なりあいその信号出力のＳ／Ｎ比が低下す
る原因となる。
さらに上記の回折によるＳ／Ｎ比の低下は、移
動格子と固定格子との間隙によつても影響を受け
るものであるからこの間隙を可及的に小さくすれ
ばよいが、この間隙は前記両格子が互に接触しな
い程度に可及的に小さくできるがこれには限界が
あるので前記ボケの発生は避けられない。従つて
これが高分解能化の大きな欠点となつている。ま
た例えば回転体の回転角を検出するようなロータ
リーエンコーダーの場合には格子ピツチを変えず
にパターン円の直径を大きくすれば２つの格子間
の間隙を変えないで済むが、実際には面ブレ量が
増し間隙が変動しそれに伴ない信号出力も変動す
ることとなる。さらに装置が大型化するという問
題も生ずる。
動格子と固定格子との間隙によつても影響を受け
るものであるからこの間隙を可及的に小さくすれ
ばよいが、この間隙は前記両格子が互に接触しな
い程度に可及的に小さくできるがこれには限界が
あるので前記ボケの発生は避けられない。従つて
これが高分解能化の大きな欠点となつている。ま
た例えば回転体の回転角を検出するようなロータ
リーエンコーダーの場合には格子ピツチを変えず
にパターン円の直径を大きくすれば２つの格子間
の間隙を変えないで済むが、実際には面ブレ量が
増し間隙が変動しそれに伴ない信号出力も変動す
ることとなる。さらに装置が大型化するという問
題も生ずる。
さらに高分解能光電式エンコーダーにおいて、
その精度を高めるためには固定格子パターンの精
度を極力上げる必要がある。しかし高分解光学式
エンコーダーの場合には格子パターンのピツチを
微小とする必要がありパターンを高精度に作るこ
とが極めて困難であるのでその実現が難しい。例
えば最近の高分解能光電式エンコーダーにおいて
は固定格子パターンの位相精度としてサブミクロ
ンのオーダーまで要求されるようになつているの
で、その実現が一層困難となつている。このよう
なサブミクロンのオーダーの精度の要求も例えば
現在のLSI（大規模集積回路）のパターニング技
術を駆使すればその要求をも満足し得るようなも
のが実現可能とも考えられるが、そのための製作
装置と付帯設備等には漠大な費用がかかり、エン
コーダー用の専用装置として設備することはコス
ト的にみて容易ではない。そこで、さらに高分解
能及び高精度を追求するために固定格子を90゜位
相の関係で（1/2ピツチ）２つ配置しこれより90゜
位相関係をもつ２つの信号出力を得て1/4ピツチ
に内挿することが提案されている。
その精度を高めるためには固定格子パターンの精
度を極力上げる必要がある。しかし高分解光学式
エンコーダーの場合には格子パターンのピツチを
微小とする必要がありパターンを高精度に作るこ
とが極めて困難であるのでその実現が難しい。例
えば最近の高分解能光電式エンコーダーにおいて
は固定格子パターンの位相精度としてサブミクロ
ンのオーダーまで要求されるようになつているの
で、その実現が一層困難となつている。このよう
なサブミクロンのオーダーの精度の要求も例えば
現在のLSI（大規模集積回路）のパターニング技
術を駆使すればその要求をも満足し得るようなも
のが実現可能とも考えられるが、そのための製作
装置と付帯設備等には漠大な費用がかかり、エン
コーダー用の専用装置として設備することはコス
ト的にみて容易ではない。そこで、さらに高分解
能及び高精度を追求するために固定格子を90゜位
相の関係で（1/2ピツチ）２つ配置しこれより90゜
位相関係をもつ２つの信号出力を得て1/4ピツチ
に内挿することが提案されている。
実際の使用に当つては、上記２つの格子と180゜
位相関係の格子をそれぞれ設け、180゜位相関係の
格子間の出力の差動増幅をとつて信頼性を上げる
ことが行なわれる。
位相関係の格子をそれぞれ設け、180゜位相関係の
格子間の出力の差動増幅をとつて信頼性を上げる
ことが行なわれる。
この差動増幅は光源の光量変動電源電圧変動等
による信号出力の変動が内挿精度に影響を及ぼす
ことのないようにするものである。
による信号出力の変動が内挿精度に影響を及ぼす
ことのないようにするものである。
この場合において固定格子間の位相差誤差はそ
のまま内挿誤差として表われるため高精度かつ高
分解能とするためには、90度位相関係の位相差を
正確に設定する必要が生ずる。そのため、従来は
例えば固定格子を構成する４つのセグメントを互
に別々に分離し、各セグメントの相対的な位相関
係を組立時に調整して配置し、その後これらを固
定するようにしてパターンの位相誤差を除去する
ようになされている。しかし乍らこの従来のもの
では各セグメントの位置決めをサブミクロンオー
ダーの精度で調整する必要があり、特に１つのセ
グメントを基準として他の３つのセグメントを前
記の精度で調整する必要があり、従つてその調整
作業が容易ではない。さらにこの調整後各セグメ
ントをそのままの状態で固定させる必要があり、
従つてその固定作業も容易ではないばかりでな
く、さらに経時変化等のないように固定する必要
があるので、前記の従来のものではその作業性や
量産性が極めて悪いものであつた。
のまま内挿誤差として表われるため高精度かつ高
分解能とするためには、90度位相関係の位相差を
正確に設定する必要が生ずる。そのため、従来は
例えば固定格子を構成する４つのセグメントを互
に別々に分離し、各セグメントの相対的な位相関
係を組立時に調整して配置し、その後これらを固
定するようにしてパターンの位相誤差を除去する
ようになされている。しかし乍らこの従来のもの
では各セグメントの位置決めをサブミクロンオー
ダーの精度で調整する必要があり、特に１つのセ
グメントを基準として他の３つのセグメントを前
記の精度で調整する必要があり、従つてその調整
作業が容易ではない。さらにこの調整後各セグメ
ントをそのままの状態で固定させる必要があり、
従つてその固定作業も容易ではないばかりでな
く、さらに経時変化等のないように固定する必要
があるので、前記の従来のものではその作業性や
量産性が極めて悪いものであつた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは前記従来の欠点を解消
し、簡単な調整手段を用いてパターンの位相誤差
を除去することにより内挿精度を高め得る光電式
エンコーダーを提供するにある。
その目的とするところは前記従来の欠点を解消
し、簡単な調整手段を用いてパターンの位相誤差
を除去することにより内挿精度を高め得る光電式
エンコーダーを提供するにある。
本発明においては例えば１つのガラス基板上に
パターニングした各位相誤差を有する固定格子群
のパターンを従来方法における如く複数に分離す
ることなくそのままの状態で使用し、簡単な調整
手段を用いることにより前記の位相誤差を実質的
に除去するようにしてなるものである。
パターニングした各位相誤差を有する固定格子群
のパターンを従来方法における如く複数に分離す
ることなくそのままの状態で使用し、簡単な調整
手段を用いることにより前記の位相誤差を実質的
に除去するようにしてなるものである。
本発明による光電式エンコーダーは、相対移動
を検出する光電式エンコーダーにおいて、相対移
動方向に配列された符号化パターンを有する第１
格子と、前記第１格子と対向して配置され、且つ
相対位置が格子ピツチの1/4周期（位相角で90度）
で配列される少なくとも２つの符号化パターン
を、前記第１格子の相対的移動方向に有する第２
格子と、光源を有し、且つ前記光源からの光を前
記第１格子及び第２格子に照射するための照光装
置と、前記第１格子及び前記第２格子から得られ
る信号を検出する検出器と、前記第２格子の有す
る少なくとも２つの符号化パターンに照射する光
の照射角を変化させるために前記光源と前記第２
格子との間の間隔を変える手段とを具備してなる
ことを特徴とする。
を検出する光電式エンコーダーにおいて、相対移
動方向に配列された符号化パターンを有する第１
格子と、前記第１格子と対向して配置され、且つ
相対位置が格子ピツチの1/4周期（位相角で90度）
で配列される少なくとも２つの符号化パターン
を、前記第１格子の相対的移動方向に有する第２
格子と、光源を有し、且つ前記光源からの光を前
記第１格子及び第２格子に照射するための照光装
置と、前記第１格子及び前記第２格子から得られ
る信号を検出する検出器と、前記第２格子の有す
る少なくとも２つの符号化パターンに照射する光
の照射角を変化させるために前記光源と前記第２
格子との間の間隔を変える手段とを具備してなる
ことを特徴とする。
以下本発明の一実施例を添付図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の概略説明図であ
る。第１図において変位量を測定すべき移動体
（図示せず）には適当な方法により所定のパター
ン例えば格子ピツチＰを有する移動格子１が装着
され、移動格子１が移動体の移動と共に移動する
ようになされている。移動格子１と平行に且つこ
れと対面するように例えば１つのガラス基板上に
パターニングされた固定格子２が設けられてい
る。固定格子２は第２図に示す如く移動格子１と
同一格子ピツチＰを有し、且つ互に略1/4周期即
ちＰ／４（90度の位相角）の関係となるように配
列された左右２つのセグメント２1，２2から構成
されている。第１図および第２図に図示された一
実施例では固定格子２は左右２つのセグメント２
１，２2の他にさらにこれらの各セグメント２1，
２2に対しＰ／２（180度の位相角）の関係でそれ
ぞれ下方に配列された下方のセグメント２3，２4
が設けられている。
る。第１図において変位量を測定すべき移動体
（図示せず）には適当な方法により所定のパター
ン例えば格子ピツチＰを有する移動格子１が装着
され、移動格子１が移動体の移動と共に移動する
ようになされている。移動格子１と平行に且つこ
れと対面するように例えば１つのガラス基板上に
パターニングされた固定格子２が設けられてい
る。固定格子２は第２図に示す如く移動格子１と
同一格子ピツチＰを有し、且つ互に略1/4周期即
ちＰ／４（90度の位相角）の関係となるように配
列された左右２つのセグメント２1，２2から構成
されている。第１図および第２図に図示された一
実施例では固定格子２は左右２つのセグメント２
１，２2の他にさらにこれらの各セグメント２1，
２2に対しＰ／２（180度の位相角）の関係でそれ
ぞれ下方に配列された下方のセグメント２3，２4
が設けられている。
前記移動格子１と固定格子２とを挾んで光源４
と焦光装置例えばコンデンサレンズ５とからなる
光源装置３及び光検出素子例えば光電変換素子６
が互に対向するように配設され、移動体の移動に
伴なつて生ずる移動格子１と固定格子２との相対
移動に対応して光電変換素子６から信号出力を得
るようになされている。光源装置３には光源４と
コンデンサレンズ５との間隔ｌを調整する適当な
間隔調整手段（図示せず）を設け、これにより光
源４とコンデンサレンズ５との間隔ｌを調整する
ことにより固定格子２上に形成される移動格子１
の像の位置を左右方向に変位させて固定格子２の
左右のセグメント２1，２2間および２3，２4間の
各セグメントのパターンに含まれる位相誤差を除
去するようになされている。なお移動格子１と固
定格子２とは互に接触しないように所定間隔例え
ば格子ピツチＰに比べて余り大きくない範囲で間
隔ｄを保つて平行に配設されている。光電変換素
子６は各セグメント２1〜２4に対応するように配
設された各光電変換素子６1〜６4から構成され各
素子からそれぞれ信号出力を得るようになされて
いる。
と焦光装置例えばコンデンサレンズ５とからなる
光源装置３及び光検出素子例えば光電変換素子６
が互に対向するように配設され、移動体の移動に
伴なつて生ずる移動格子１と固定格子２との相対
移動に対応して光電変換素子６から信号出力を得
るようになされている。光源装置３には光源４と
コンデンサレンズ５との間隔ｌを調整する適当な
間隔調整手段（図示せず）を設け、これにより光
源４とコンデンサレンズ５との間隔ｌを調整する
ことにより固定格子２上に形成される移動格子１
の像の位置を左右方向に変位させて固定格子２の
左右のセグメント２1，２2間および２3，２4間の
各セグメントのパターンに含まれる位相誤差を除
去するようになされている。なお移動格子１と固
定格子２とは互に接触しないように所定間隔例え
ば格子ピツチＰに比べて余り大きくない範囲で間
隔ｄを保つて平行に配設されている。光電変換素
子６は各セグメント２1〜２4に対応するように配
設された各光電変換素子６1〜６4から構成され各
素子からそれぞれ信号出力を得るようになされて
いる。
次に本発明の前記実施例の作動について説明す
る。第１図図示のものにおいて光源４から発生さ
れる光はコンデンサレンズ５を介して略平行光線
に変換される。これにより移動格子１が照明され
ると固定格子２上には第３図に示す如くフレネル
回折像（格子の影）１０が形成される。この場合
照明方向を第３図図示の如く角度θだけ変化させ
ると格子の影の位置は移動格子１と固定格子２と
の格子間隔ｄと照明光の入射角θより決まる変位
量Δ即ちΔ＝dtanθだけ横方向に変位する。この
変位量Δを位相角に変換するとΔ／Ｐ×360度＝
φ度だけズレたことになる。
る。第１図図示のものにおいて光源４から発生さ
れる光はコンデンサレンズ５を介して略平行光線
に変換される。これにより移動格子１が照明され
ると固定格子２上には第３図に示す如くフレネル
回折像（格子の影）１０が形成される。この場合
照明方向を第３図図示の如く角度θだけ変化させ
ると格子の影の位置は移動格子１と固定格子２と
の格子間隔ｄと照明光の入射角θより決まる変位
量Δ即ちΔ＝dtanθだけ横方向に変位する。この
変位量Δを位相角に変換するとΔ／Ｐ×360度＝
φ度だけズレたことになる。
第４図に図示の如く固定格子２中に含まれてい
る90度位相誤差は光源４とコンデンサレンズ５と
の間隔ｌをコンデンサレンズ５の焦点距離にした
場合即ち平行照明とした場合には、光電変換によ
つて得られる90度位相関係にあるべき２信号にパ
ターン誤差分の位相が加わることとなる。従つて
本発明によれば光源４とコンデンサレンズ５との
間隔調整手段により間隔ｌをΔlだけ変化させる
ことにより、照明光を発散又は収束させ、これに
より固定格子２上のフレネル回折像１０の位置を
変位させて固定格子２の各パターンの位相誤差を
除去することができるものである。例えば第５図
に示す如く固定格子２の左右のセグメント２1，
２2間の1/4Ｐにパターン誤差δの誤差がある場合
には間隔ｌを調整することにより照明方向を調整
して左右のセグメント２1，２2上に形成される移
動格子１のフレネル回折像１０の相対位置を2Δ
＝δとなるようにずらしてやればよい。
る90度位相誤差は光源４とコンデンサレンズ５と
の間隔ｌをコンデンサレンズ５の焦点距離にした
場合即ち平行照明とした場合には、光電変換によ
つて得られる90度位相関係にあるべき２信号にパ
ターン誤差分の位相が加わることとなる。従つて
本発明によれば光源４とコンデンサレンズ５との
間隔調整手段により間隔ｌをΔlだけ変化させる
ことにより、照明光を発散又は収束させ、これに
より固定格子２上のフレネル回折像１０の位置を
変位させて固定格子２の各パターンの位相誤差を
除去することができるものである。例えば第５図
に示す如く固定格子２の左右のセグメント２1，
２2間の1/4Ｐにパターン誤差δの誤差がある場合
には間隔ｌを調整することにより照明方向を調整
して左右のセグメント２1，２2上に形成される移
動格子１のフレネル回折像１０の相対位置を2Δ
＝δとなるようにずらしてやればよい。
前記のパターン誤差δの補正についてさらに詳
細に説明する。第４図において固定格子２の格子
ピツチ：Ｐ、パターン誤差：δ、移動格子１と固
定格子２との格子間間隔：ｄ、コンデンサレンズ
５の焦点距離：ｆ、固定格子セグメントの光軸か
らの距離：ｈ、コンデンサレンズと固定格子の間
隔：Ｄ、光源から格子位置ｈに向かう光線のコン
デンサレンズ主平面上の光軸からの距離：h1、照
明光の傾斜角：θ、光源４とコンデンサレンズ５
との間隔：ｌ、その間隔調整量：Δlとする。前
記の如くパターン誤差δを補正するためには回折
像の変位量ΔをΔ＝δ／２となるようにする必要
がある。従つてΔ＝dtanθ＝δ／２からtanθ＝
δ／2dとなる。照明光に傾斜角θの傾斜角を与える ためにはレンズの結像公式より以下の如く光源４
とコンデンサレンズ５との間隔調整量Δlを算出
することができる。
細に説明する。第４図において固定格子２の格子
ピツチ：Ｐ、パターン誤差：δ、移動格子１と固
定格子２との格子間間隔：ｄ、コンデンサレンズ
５の焦点距離：ｆ、固定格子セグメントの光軸か
らの距離：ｈ、コンデンサレンズと固定格子の間
隔：Ｄ、光源から格子位置ｈに向かう光線のコン
デンサレンズ主平面上の光軸からの距離：h1、照
明光の傾斜角：θ、光源４とコンデンサレンズ５
との間隔：ｌ、その間隔調整量：Δlとする。前
記の如くパターン誤差δを補正するためには回折
像の変位量ΔをΔ＝δ／２となるようにする必要
がある。従つてΔ＝dtanθ＝δ／２からtanθ＝
δ／2dとなる。照明光に傾斜角θの傾斜角を与える ためにはレンズの結像公式より以下の如く光源４
とコンデンサレンズ５との間隔調整量Δlを算出
することができる。
Δ＝（tanθ）・ｄ ……(1)
Δ＝δ／２⇒tanθ＝δ／2d
h1＝ｈ＝Dtanθ ……(2)
レンズ結像公式より
１／−h1／tanθ＋１／ｌ＝１／ｆ ……(3)
(3)より
ｌ＝fh1／tanθ／ｆ＋h1／tanθ……(4)
(4)に(2)を代入して
ｌ＝ｆ（ｈ／tanθ−Ｄ）／ｆ＋ｈ／tanθ−Ｄ
……(5) (1)を(5)に代入すると ｌ＝ｆ（2dh／δ−Ｄ）／ｆ＋2dh／δ−Ｄ 故に Δl＝ｆ−ｌ となる。
……(5) (1)を(5)に代入すると ｌ＝ｆ（2dh／δ−Ｄ）／ｆ＋2dh／δ−Ｄ 故に Δl＝ｆ−ｌ となる。
例えば１例としてδ＝1μｍ、ｄ＝20μｍ、Ｐ＝
10μｍ、ｆ＝10mm、ｈ＝３mmとすると照明光の傾
斜角θはθ＝1.43度となり、このときのΔlはΔl＝
0.909mmとなる。従つて光源４を間隔調整手段に
より0.909mmだけコンデンサレンズ５側へ変位さ
せればよいこととなる。
10μｍ、ｆ＝10mm、ｈ＝３mmとすると照明光の傾
斜角θはθ＝1.43度となり、このときのΔlはΔl＝
0.909mmとなる。従つて光源４を間隔調整手段に
より0.909mmだけコンデンサレンズ５側へ変位さ
せればよいこととなる。
さらに例えば固定格子２の格子ピツチＰをＰ＝
10μｍ、90度位相を2.5μｍ、パターン誤差1μｍと
すると位相角で36度の内挿誤差となるが、Δlを
±0.1mmの精度で位置決めすることにより例えば
位相角で約4.5度の内挿誤差まで押え込むことが
できることとなる。これは1μｍのパターン誤差
を0.13μｍまで修正したこととなる。
10μｍ、90度位相を2.5μｍ、パターン誤差1μｍと
すると位相角で36度の内挿誤差となるが、Δlを
±0.1mmの精度で位置決めすることにより例えば
位相角で約4.5度の内挿誤差まで押え込むことが
できることとなる。これは1μｍのパターン誤差
を0.13μｍまで修正したこととなる。
厳密には格子位置（ｈ）が異なると光線角度
（θ）も異なるが、コンデンサレンズの口径に対
し固定格子の１つのセグメントの大きさがあまり
大きくないため光線角度の大きさの１つのセグメ
ント内での場所の違いによる差は小さいのでセグ
メント中央の格子位置で代表して差し支えない。
（θ）も異なるが、コンデンサレンズの口径に対
し固定格子の１つのセグメントの大きさがあまり
大きくないため光線角度の大きさの１つのセグメ
ント内での場所の違いによる差は小さいのでセグ
メント中央の格子位置で代表して差し支えない。
また、たとえ光線角度が違つていても電気出力
信号の若干の低下が生ずるだけで内挿精度には全
く影響しない。
信号の若干の低下が生ずるだけで内挿精度には全
く影響しない。
次に本発明における光源４とコンデンサレンズ
５との間隔調整手段の一例を夫々第６図および第
７図に基いて説明する。
５との間隔調整手段の一例を夫々第６図および第
７図に基いて説明する。
第６図において、光源４が周囲を螺刻された円
柱状の光源ホルダー８に図の如く設けられてお
り、その光源ホルダー８は内壁を螺刻されている
支持体７に螺着されている。
柱状の光源ホルダー８に図の如く設けられてお
り、その光源ホルダー８は内壁を螺刻されている
支持体７に螺着されている。
光源４から後方に延びている４ａ，４ｂは光源
のリード線であり電源に接続されている。
のリード線であり電源に接続されている。
光源４の前方には、コンデンサレンズ５が設置
されており、前記光源ホルダー８を回転させるこ
とによつて光源ホルダー８は支持体７の中を前後
する。
されており、前記光源ホルダー８を回転させるこ
とによつて光源ホルダー８は支持体７の中を前後
する。
その結果、光源４とコンデンサレンズ５との間
の間隔は変化する。
の間隔は変化する。
この場合において光源ホルダーを回転させるこ
とによつて所望の格子間の位相調節が行なわれ
る。
とによつて所望の格子間の位相調節が行なわれ
る。
第７図においては、図に示す如くコンデンサレ
ンズ５を固定したレンズホルダー９と支持体１１
が螺着されており、レンズホルダー９を回転する
ことにより支持体１１内を移動することによつて
コンデンサレンズ５と光源４との間隔が変化する
構成となつている。
ンズ５を固定したレンズホルダー９と支持体１１
が螺着されており、レンズホルダー９を回転する
ことにより支持体１１内を移動することによつて
コンデンサレンズ５と光源４との間隔が変化する
構成となつている。
前記実施例においては固定格子２として90度位
相の左右２つのセグメント２1，２2および２3，
２4より構成される場合について説明したが、本
発明は上記実施例に限定されることなく種々変
更、変形を加え得ること勿論である。例えば固定
格子として前記実施例に示された左右の各セグメ
ントの中その上下方向の各セグメント例えば２1
と２3および２2と２4とをそれぞれ180度位相の関
係となるように配列し、これらの180度位相の２
つの信号を作動増巾して光源出力変動や電源電圧
変動による位相誤差を除去するようにしてもよ
い。この場合には180度位相のパターンの位相誤
差はエンコーダーの内挿精度に影響を与えるもの
でなく、且つこれらの位相関係は180度位相関係
であるので例えば前記のような照明光学系の調整
が行なわれても、固定格子上に形成される移動格
子の回折像（影）は全く同一方向に同一量だけ変
位するので、左動増巾後の出力変動も生ずること
はない。また前記実施例においては固定格子の各
セグメントを１つの基板上にパターニングしたも
のについて述べたが必ずしも１つの基板上にパタ
ーニングするものに限定する必要はない。さらに
前記実施例においては光源装置として光源とコン
デンサレンズとを各１個用いてなるものについて
説明したが、例えば左右のセグメントを２個以上
に配列する場合には複数の光源を用いて各独立に
個々の照明方向を調整するようにしてもよい。ま
た前記実施例では固定格子の配置を光源装置、移
動格子、固定格子、光検出素子の順序に配置した
ものについて述べたが例えば固定格子と移動格子
との順序を入れ換えてもよいことは勿論である。
さらに移動格子を装着する移動体としては特定す
ることなく例えば直線運動体又は回転運動体の何
れでもよいこと明らかである。さらにまた固定格
子としては前記上下左右各２つのセグメントに限
ることなくこれ以上の個数の上下左右のセグメン
トを使用してもよいこと言うまでもない。
相の左右２つのセグメント２1，２2および２3，
２4より構成される場合について説明したが、本
発明は上記実施例に限定されることなく種々変
更、変形を加え得ること勿論である。例えば固定
格子として前記実施例に示された左右の各セグメ
ントの中その上下方向の各セグメント例えば２1
と２3および２2と２4とをそれぞれ180度位相の関
係となるように配列し、これらの180度位相の２
つの信号を作動増巾して光源出力変動や電源電圧
変動による位相誤差を除去するようにしてもよ
い。この場合には180度位相のパターンの位相誤
差はエンコーダーの内挿精度に影響を与えるもの
でなく、且つこれらの位相関係は180度位相関係
であるので例えば前記のような照明光学系の調整
が行なわれても、固定格子上に形成される移動格
子の回折像（影）は全く同一方向に同一量だけ変
位するので、左動増巾後の出力変動も生ずること
はない。また前記実施例においては固定格子の各
セグメントを１つの基板上にパターニングしたも
のについて述べたが必ずしも１つの基板上にパタ
ーニングするものに限定する必要はない。さらに
前記実施例においては光源装置として光源とコン
デンサレンズとを各１個用いてなるものについて
説明したが、例えば左右のセグメントを２個以上
に配列する場合には複数の光源を用いて各独立に
個々の照明方向を調整するようにしてもよい。ま
た前記実施例では固定格子の配置を光源装置、移
動格子、固定格子、光検出素子の順序に配置した
ものについて述べたが例えば固定格子と移動格子
との順序を入れ換えてもよいことは勿論である。
さらに移動格子を装着する移動体としては特定す
ることなく例えば直線運動体又は回転運動体の何
れでもよいこと明らかである。さらにまた固定格
子としては前記上下左右各２つのセグメントに限
ることなくこれ以上の個数の上下左右のセグメン
トを使用してもよいこと言うまでもない。
さらに本実施例において光透過形の光電式エン
コーダーについて説明したが光反射形の光電式エ
ンコーダーについても同様の原理に基づいて調整
可能なことはいうまでもない。
コーダーについて説明したが光反射形の光電式エ
ンコーダーについても同様の原理に基づいて調整
可能なことはいうまでもない。
第１図は本発明の一実施例の概略説明図、第２
図は第１図の固定格子の概略図、第３図乃至第５
図はそれぞれ第１図に示す実施例の作動を説明す
るための説明用図面、第６図および第７図はそれ
ぞれ本発明における光源とコンデンサレンズとの
間隔調整手段の例を示す概略構成図である。 １……移動格子、２……固定格子、２1〜２4…
…セグメント、３……光源装置、４……光源、４
ａ，４ｂ……リード線、５……コンデンサレン
ズ、６，６1〜６4……光電変換素子、７……支持
体、８……光源ホルダー、９……レンズホルダ
ー、１０……フレネル回折像、１１……支持体。
図は第１図の固定格子の概略図、第３図乃至第５
図はそれぞれ第１図に示す実施例の作動を説明す
るための説明用図面、第６図および第７図はそれ
ぞれ本発明における光源とコンデンサレンズとの
間隔調整手段の例を示す概略構成図である。 １……移動格子、２……固定格子、２1〜２4…
…セグメント、３……光源装置、４……光源、４
ａ，４ｂ……リード線、５……コンデンサレン
ズ、６，６1〜６4……光電変換素子、７……支持
体、８……光源ホルダー、９……レンズホルダ
ー、１０……フレネル回折像、１１……支持体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 相対移動を検出する光電式エンコーダーにお
いて、相対移動方向に配列された符号化パターン
を有する第１格子と、前記第１格子と対向して配
置され、且つ相対位置が格子ピツチの1/4周期
（位相角で90度）で配列される少なくとも２つの
符号化パターンを、前記第１格子の相対的移動方
向に有する第２格子と、光源を有し、且つ前記光
源からの光を前記第１格子及び第２格子に照射す
るための照光装置と、前記第１格子及び前記第２
格子から得られる信号を検出する検出器と、前記
第２格子の有する少なくとも２つの符号化パター
ンに照射する光の照射角を変化させるために前記
光源と前記第２格子との間の間隔を変える手段と
を具備してなることを特徴とする光電式エンコー
ダー。 ２ 前記第２格子の有する少なくとも２種類の符
号化パターンのそれぞれにつき略1/2周期（位相
角で180度）で、前記第１格子と対向してかつ、
相対移動方向に対し垂直方向に配列された符号化
パターンを有する第２格子を具備することを特徴
とする前記特許請求の範囲第１項記載の光電式エ
ンコーダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56055404A JPS57169612A (en) | 1981-04-13 | 1981-04-13 | Photoelectric encoder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56055404A JPS57169612A (en) | 1981-04-13 | 1981-04-13 | Photoelectric encoder |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20054791A Division JPH0743269B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 光電式エンコーダー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57169612A JPS57169612A (en) | 1982-10-19 |
| JPH0128886B2 true JPH0128886B2 (ja) | 1989-06-06 |
Family
ID=12997594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56055404A Granted JPS57169612A (en) | 1981-04-13 | 1981-04-13 | Photoelectric encoder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57169612A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1144232B (it) * | 1981-06-15 | 1986-10-29 | Olivetti & Co Spa | Trasduttore ottico |
| JPS59211822A (ja) * | 1983-05-17 | 1984-11-30 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 変位変換器 |
| JPS6110519U (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-22 | オムロン株式会社 | エンコ−ダ |
| DE3689602T2 (de) * | 1985-08-23 | 1994-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Positionsdetektionsvorrichtung. |
| US4672201A (en) * | 1985-11-14 | 1987-06-09 | Acu-Rite Incorporated | Phase controlled incremental distance measuring system |
| US4972061A (en) * | 1987-12-17 | 1990-11-20 | Duley Walter W | Laser surface treatment |
| JP6159236B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2017-07-05 | オークマ株式会社 | 光学式アブソリュートエンコーダ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54148555A (en) * | 1978-02-14 | 1979-11-20 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Measuring device |
| JPS5636014A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Detection method |
-
1981
- 1981-04-13 JP JP56055404A patent/JPS57169612A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54148555A (en) * | 1978-02-14 | 1979-11-20 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Measuring device |
| JPS5636014A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-09 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | Detection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57169612A (en) | 1982-10-19 |
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