JPH0254113A - エンコーダ - Google Patents
エンコーダInfo
- Publication number
- JPH0254113A JPH0254113A JP20546888A JP20546888A JPH0254113A JP H0254113 A JPH0254113 A JP H0254113A JP 20546888 A JP20546888 A JP 20546888A JP 20546888 A JP20546888 A JP 20546888A JP H0254113 A JPH0254113 A JP H0254113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- code plate
- output
- phase
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コード板の回転角に応じて位相が差動的に変
化する2つの位相信号を発生するとともに、この位相信
号における位相変化量を測定して、前記コード板の回転
角を算出するようにしたエンコーダに関するものである
。
化する2つの位相信号を発生するとともに、この位相信
号における位相変化量を測定して、前記コード板の回転
角を算出するようにしたエンコーダに関するものである
。
このようなエンコーダの一例としては、本願出願人が特
願昭62−70078号としてすでに出願している装置
がある。
願昭62−70078号としてすでに出願している装置
がある。
第4図はこのエンコーダの一例を示す構成図である0図
において、1は一定のピッチでスリットが形成されたコ
ード板、2,3はそれぞれ4つの受光素子A1〜A4.
Bl〜B4を有する受光アレイ、4.5はコード板1を
介してこれらの受光アレイ2.3と対向配置された光源
、6は光源4゜5を駆動する光源ドライバである。また
、図中に示した波形は、コード板1を通過した光の強度
分布を正弦波に近似して示したものである。
において、1は一定のピッチでスリットが形成されたコ
ード板、2,3はそれぞれ4つの受光素子A1〜A4.
Bl〜B4を有する受光アレイ、4.5はコード板1を
介してこれらの受光アレイ2.3と対向配置された光源
、6は光源4゜5を駆動する光源ドライバである。また
、図中に示した波形は、コード板1を通過した光の強度
分布を正弦波に近似して示したものである。
受光素子A1〜A4.Bl〜B4は、それぞれこの光強
度分布を4等分した幅を有しており、第5図に示すよう
に、光強度の分布を基準として、90°の整数倍にあた
る位相差を持つように配置されている。すなわち、光強
度分布の1周期をdとすれば、空間的にn−d/4の間
隔をおいて配置されている。nは整数である。また、光
源4゜5が出射する光の強度は、光源ドライバ6により
(sinωt+1)および(cosωt+l)で振幅変
調されている。
度分布を4等分した幅を有しており、第5図に示すよう
に、光強度の分布を基準として、90°の整数倍にあた
る位相差を持つように配置されている。すなわち、光強
度分布の1周期をdとすれば、空間的にn−d/4の間
隔をおいて配置されている。nは整数である。また、光
源4゜5が出射する光の強度は、光源ドライバ6により
(sinωt+1)および(cosωt+l)で振幅変
調されている。
7〜12は受光素子A1〜A4.Bl〜B4の各出力か
ら所定の位相関係にある出力同志を加減算する加算器お
よび減算器である。13.14はこの加減算回路による
演算出力Gl、G2から変調周波数(ω)に応じた周波
数成分の信号を抽出するハイパスフィルタ、15.16
はコンパレータである。
ら所定の位相関係にある出力同志を加減算する加算器お
よび減算器である。13.14はこの加減算回路による
演算出力Gl、G2から変調周波数(ω)に応じた周波
数成分の信号を抽出するハイパスフィルタ、15.16
はコンパレータである。
このように構成されたエンコーダの回転検出部では、受
光素子A1〜A4.Bl〜B4の出力111〜i14.
i21〜124は、コード板1の回転角をθとすれば、 11 =(sinθ+1)(Sinωt + 1)12
=lcosθ+1)(Sinωt 十1)13 =(−
sinθ+1)(Sinωt + 1)14 =l−c
osθ+1)(Sinωt +1)21 =(−sin
θ+1)(cosωt +1)22= −cosθ+
1)(cosωt+1)23 = sinθ+1)(C
QS(,1t + 1)24=(CO3θ+1)(co
sωt+1)のようになっており、減算器11.12<
加減算回路)から得られる出力Gl、G2は、G1=2
cos(ωt −θ) +24r″25in(θ+π/4) G 2 = 23in(ωを十θ) +2r″2:5in(θ+π/4) のようになる、ここで、光源4.5の変調角周波数ωは
、コード板1の回転速度dθ/dtに比べて高い1ii
(dθ/d t(ω)となるように選ばれているので、
ハイパスフィルタ13.14の出力からは、 M1=2cos(ωを一θ) M 2 = 2 si口(ωt 十θ)なる信号(位相
信号)が得られる。
光素子A1〜A4.Bl〜B4の出力111〜i14.
i21〜124は、コード板1の回転角をθとすれば、 11 =(sinθ+1)(Sinωt + 1)12
=lcosθ+1)(Sinωt 十1)13 =(−
sinθ+1)(Sinωt + 1)14 =l−c
osθ+1)(Sinωt +1)21 =(−sin
θ+1)(cosωt +1)22= −cosθ+
1)(cosωt+1)23 = sinθ+1)(C
QS(,1t + 1)24=(CO3θ+1)(co
sωt+1)のようになっており、減算器11.12<
加減算回路)から得られる出力Gl、G2は、G1=2
cos(ωt −θ) +24r″25in(θ+π/4) G 2 = 23in(ωを十θ) +2r″2:5in(θ+π/4) のようになる、ここで、光源4.5の変調角周波数ωは
、コード板1の回転速度dθ/dtに比べて高い1ii
(dθ/d t(ω)となるように選ばれているので、
ハイパスフィルタ13.14の出力からは、 M1=2cos(ωを一θ) M 2 = 2 si口(ωt 十θ)なる信号(位相
信号)が得られる。
この式に示されるように、出力信号Ml、M2には、コ
ード板1の回転角θに応じた位相情報が含まれており、
この位相変化分を測定すれば、コード板1の回転角θを
算出することができる。
ード板1の回転角θに応じた位相情報が含まれており、
この位相変化分を測定すれば、コード板1の回転角θを
算出することができる。
17.18は光源ドライバ6から発生されるスタートパ
ルスSGを基準にして、コンパレータ出力Pi、P2の
位相遅れ量を測定(計数)するカウンタ、19.20は
カウンタ17.18の出力TIT2をラッチするラッチ
回路、21はカウンタ17,18の出力1’l、T”2
からコード板1の回転角θを算出するシグナルプロセッ
サである。
ルスSGを基準にして、コンパレータ出力Pi、P2の
位相遅れ量を測定(計数)するカウンタ、19.20は
カウンタ17.18の出力TIT2をラッチするラッチ
回路、21はカウンタ17,18の出力1’l、T”2
からコード板1の回転角θを算出するシグナルプロセッ
サである。
すなわち、スタートパルスSGを
5G=2cos(ωt)
として、スタートパルスSGの立上りでカウントを開始
し、コンパレータ出力PL、P2の立下がりでカウント
を終了させると、カウンタ17,18の出力TI、T2
はそれぞれ、 T1− (π/2)+θ T2=π−θ となる、したがって、これをシグナルプロセッサ21に
より減算すると、 T 1− ’I’ 2 = 2θ−(π/2)が得られ
、コード板1の回転角θを0≦θく2πの範囲で求める
ことができる。このとき、2πはスリットの1ピツチに
相当するものである。
し、コンパレータ出力PL、P2の立下がりでカウント
を終了させると、カウンタ17,18の出力TI、T2
はそれぞれ、 T1− (π/2)+θ T2=π−θ となる、したがって、これをシグナルプロセッサ21に
より減算すると、 T 1− ’I’ 2 = 2θ−(π/2)が得られ
、コード板1の回転角θを0≦θく2πの範囲で求める
ことができる。このとき、2πはスリットの1ピツチに
相当するものである。
しかしながら、このような構成のエンコーダでは、ハイ
パスフィルタ13.14を使用して、減算器11,12
の出力G1.G2からそれぞれキャリヤ周波数ωを含ま
ない項(直流分)を消去するようにしているので、コー
ド板1の速い回転速度(dθ/dt)まで測定を可能に
するなめには、高次のハイパスフィルタを設ける必要が
あり、回路規模が大きくなってしまう。
パスフィルタ13.14を使用して、減算器11,12
の出力G1.G2からそれぞれキャリヤ周波数ωを含ま
ない項(直流分)を消去するようにしているので、コー
ド板1の速い回転速度(dθ/dt)まで測定を可能に
するなめには、高次のハイパスフィルタを設ける必要が
あり、回路規模が大きくなってしまう。
本発明は、上記のような従来装置の欠点をなくし、高次
のハイパスフィルタを設けることなく、コード板の速い
回転速度まで測定することのできるエンコーダを簡単な
構成により実現することを目的としたものである。
のハイパスフィルタを設けることなく、コード板の速い
回転速度まで測定することのできるエンコーダを簡単な
構成により実現することを目的としたものである。
本発明のエンコーダは、前記第4図のごときエンコーダ
において、光強度の一定な光を出射する第3の光源と、
この第3の光源より出射された光を前記コード板を介し
て受光するとともに光強度分布の1周期を2等分した幅
を有しその光強度分布に対して同相の位置に配置された
受光素子とを付加し、この受光素子の出力を前記加減算
回路の出力から減算するようにしたものである。
において、光強度の一定な光を出射する第3の光源と、
この第3の光源より出射された光を前記コード板を介し
て受光するとともに光強度分布の1周期を2等分した幅
を有しその光強度分布に対して同相の位置に配置された
受光素子とを付加し、この受光素子の出力を前記加減算
回路の出力から減算するようにしたものである。
このように、光強度の一定な第3の光源と、光強度分布
の1周期を2等分した幅を有し、その光強度分布に対し
て同相の位置に配置された受光素子とを付加すると、こ
の受光素子からは、コード板の回転に伴なう直流分の変
動に応じた出力を得ることができ、この出力を加減算回
路の出力から減算することにより、コード板の回転に伴
なう直流分の変動を予め除去して、高次のハイパスフィ
ルタを使用することなく、位相信号を抽出することがで
きる。
の1周期を2等分した幅を有し、その光強度分布に対し
て同相の位置に配置された受光素子とを付加すると、こ
の受光素子からは、コード板の回転に伴なう直流分の変
動に応じた出力を得ることができ、この出力を加減算回
路の出力から減算することにより、コード板の回転に伴
なう直流分の変動を予め除去して、高次のハイパスフィ
ルタを使用することなく、位相信号を抽出することがで
きる。
第1図は本発明のエンコーダの一実施例を示す構成図で
ある。図において、前記第4図と同様のものは、同一符
号を付して示す。22は光源、23は光強度の一定な光
を出射するようにこの光源22を駆動する光源ドライバ
、24はこの光源22より出射された光をコード板1を
介して受光する受光素子である。受光素子24は光強度
分布の1周期を2等分した幅を有しており、その光強度
分布に対して同相の位置に配置されている。
ある。図において、前記第4図と同様のものは、同一符
号を付して示す。22は光源、23は光強度の一定な光
を出射するようにこの光源22を駆動する光源ドライバ
、24はこの光源22より出射された光をコード板1を
介して受光する受光素子である。受光素子24は光強度
分布の1周期を2等分した幅を有しており、その光強度
分布に対して同相の位置に配置されている。
第2図に受光アレイ2,3と受光素子24との位相関係
を示す。
を示す。
受光素子24の出力C5は減算器11.12に印加され
、前記した加減算回路出力(CI−C3)(C2−C4
)から減算されている。
、前記した加減算回路出力(CI−C3)(C2−C4
)から減算されている。
ここで、受光素子24の出力C5を式で示せば、C5=
2 (Sinθ+COSθ±2)となる。なお、この
式は、光源4.5が(sinωt +1 )および(C
O3(1) t +1 )の光強度で発光しているのに
対して、“2”なる光強度で直流的に発光していること
を示している。
2 (Sinθ+COSθ±2)となる。なお、この
式は、光源4.5が(sinωt +1 )および(C
O3(1) t +1 )の光強度で発光しているのに
対して、“2”なる光強度で直流的に発光していること
を示している。
したがって、このときの減算器11.12の出力Gl”
、G2−は、 Gl−=01−C5 = 2 cos(ω1−θ)−4 G2−=G2−C5 = 23in(ωを十〇)−4 となり、コード板1の回転に伴なう直流分の変動が除去
されている。このため、ハイパスフィルタ13.14は
変動のない直流分をカットするだけとなるので、高次の
フィルタを必要としない。
、G2−は、 Gl−=01−C5 = 2 cos(ω1−θ)−4 G2−=G2−C5 = 23in(ωを十〇)−4 となり、コード板1の回転に伴なう直流分の変動が除去
されている。このため、ハイパスフィルタ13.14は
変動のない直流分をカットするだけとなるので、高次の
フィルタを必要としない。
なお、上記の説明においては、その光強度が(sinω
t + 1 )および(CO3ωt + l )で振幅
変調された光源4.5と所定の位相関係に配置された受
光アレイ2.3とにより、コード板1に設けられた1つ
のスリット列の変位(コード板1の回転角θ)を測定す
る場合を例示したが、このときのスリット数をNとして
、コード板1にもう1つの(N−1>のスリット列を設
けるとともに、同様の測定系によりその変位を同時に測
定するように構成すれば、コード板lの回転角θをアブ
ソリュートに測定することができる。
t + 1 )および(CO3ωt + l )で振幅
変調された光源4.5と所定の位相関係に配置された受
光アレイ2.3とにより、コード板1に設けられた1つ
のスリット列の変位(コード板1の回転角θ)を測定す
る場合を例示したが、このときのスリット数をNとして
、コード板1にもう1つの(N−1>のスリット列を設
けるとともに、同様の測定系によりその変位を同時に測
定するように構成すれば、コード板lの回転角θをアブ
ソリュートに測定することができる。
また、第3図に示すように、受光アレイ2における受光
素子At、A3の出力i11.i13を加算すると、コ
ード板1の回転角θに依存しない信号 i 11+i 13−2(sinωt +1)を得るこ
とができるので、この信号を整流器25および差動増幅
器26を介して光源ドライバ23に帰還するようにすれ
ば、光源4.5と光源22との出射光の比を一定に保つ
ことができる。
素子At、A3の出力i11.i13を加算すると、コ
ード板1の回転角θに依存しない信号 i 11+i 13−2(sinωt +1)を得るこ
とができるので、この信号を整流器25および差動増幅
器26を介して光源ドライバ23に帰還するようにすれ
ば、光源4.5と光源22との出射光の比を一定に保つ
ことができる。
以上説明したように、本発明のエンコーダでは、前記第
4図のごときエンコーダにおいて、光強度の一定な光を
出射する第3の光源と、この第3の光源より出射された
光を前記コード板を介して受光するとともに光強度分布
の1周期を2等分した幅を有しその光強度分布に対して
同相の位置に配置された受光素子とを付加し、この受光
素子の出力を前記加減算回路の出力から減算するように
しているので、加減3!回路の出力からコード板の回転
に伴なう直流分の変動を予め除去して、ハイパスフィル
タに供給することができ、高次のハイパスフィルタを設
けることなく位相信号を抽出して、コード板の速い回転
速度まで測定することのできるエンコーダを簡単な構成
により実現することができる。
4図のごときエンコーダにおいて、光強度の一定な光を
出射する第3の光源と、この第3の光源より出射された
光を前記コード板を介して受光するとともに光強度分布
の1周期を2等分した幅を有しその光強度分布に対して
同相の位置に配置された受光素子とを付加し、この受光
素子の出力を前記加減算回路の出力から減算するように
しているので、加減3!回路の出力からコード板の回転
に伴なう直流分の変動を予め除去して、ハイパスフィル
タに供給することができ、高次のハイパスフィルタを設
けることなく位相信号を抽出して、コード板の速い回転
速度まで測定することのできるエンコーダを簡単な構成
により実現することができる。
第1図〜第3図は本発明のエンコーダの一実施例を示す
構成図、第4図および第5図は本願出願人が特願昭62
−70078号として出願しているエンコーダの一例を
示す構成図である。 1・・・・・・コード板、2,3・・・・・・受光アレ
イ、4゜5.22・・・・・・光源、6.23・・・・
・・光源ドライバ、7〜10・・・・・・加算器、11
.12・・・・・・減算器、13.14・・・・・・ハ
イパスフィルタ、15.16・・・・・・コンパレータ
、17.18・・・・・・カウンタ、19゜20・・・
・・・ラッチ回路、21・・・・・・シグナルプロセッ
サ、A1〜A4.Bl〜B4.24・・・・・・受光素
子、25・・・・・・整流器、26・・・・・・差動増
幅器。
構成図、第4図および第5図は本願出願人が特願昭62
−70078号として出願しているエンコーダの一例を
示す構成図である。 1・・・・・・コード板、2,3・・・・・・受光アレ
イ、4゜5.22・・・・・・光源、6.23・・・・
・・光源ドライバ、7〜10・・・・・・加算器、11
.12・・・・・・減算器、13.14・・・・・・ハ
イパスフィルタ、15.16・・・・・・コンパレータ
、17.18・・・・・・カウンタ、19゜20・・・
・・・ラッチ回路、21・・・・・・シグナルプロセッ
サ、A1〜A4.Bl〜B4.24・・・・・・受光素
子、25・・・・・・整流器、26・・・・・・差動増
幅器。
Claims (1)
- コード板の回転角に応じて位相が差動的に変化する2つ
の位相信号を発生するとともにこの位相信号における位
相変化量を測定して前記コード板の回転角を算出するよ
うにしたエンコーダにおいて、その光強度が(sinω
t+1)および(cosωt+1)で振幅変調された第
1および第2の光源と、この光源より出射された光を前
記コード板を介して独立に受光するとともにそれぞれ光
強度分布の1周期を4等分した幅を有する4つの受光素
子よりなりその光強度の分布を基準として90°の整数
倍にあたる位相差を持つように配置された2つの受光ア
レイと、これら2つの受光アレイを構成する各受光素子
の出力から所定の位相関係にある出力同志を加減算する
加減算回路と、この加減算回路の出力から前記第1およ
び第2の光源の変調周波数に応じた周波数成分の位相信
号を抽出するハイパスフィルタと、光強度の一定な光を
出射する第3の光源と、この第3の光源より出射された
光を前記コード板を介して受光するとともに光強度分布
の1周期を2等分した幅を有しその光強度分布に対して
同相の位置に配置された受光素子とを具備し、この受光
素子の出力を前記加減算回路の出力から減算するように
してなるエンコーダ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20546888A JPH0254113A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20546888A JPH0254113A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | エンコーダ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0254113A true JPH0254113A (ja) | 1990-02-23 |
JPH0581842B2 JPH0581842B2 (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=16507363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20546888A Granted JPH0254113A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | エンコーダ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0254113A (ja) |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP20546888A patent/JPH0254113A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0581842B2 (ja) | 1993-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4595991A (en) | Position measuring method and apparatus | |
US4218615A (en) | Incremental digital shaft encoder | |
US20220026243A1 (en) | Encoder apparatus | |
US4152579A (en) | Digital tracking system with analog signal resolution | |
US4037161A (en) | Ratio detector | |
JPH0254113A (ja) | エンコーダ | |
JPS62105050A (ja) | 測定値センサ回路装置 | |
JPH01187406A (ja) | 等間隔干渉縞の位置検出法ならびに位置検出装置 | |
JPS6073418A (ja) | 変位変換器 | |
NL8005745A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het digitaal meten van incrementeel onderverdeelde baan- of draaihoeken. | |
JPH0254115A (ja) | エンコーダ | |
US3582781A (en) | Velocity detecting apparatus employing a pair of modulation-type magnetic heads on which carriers are phase modulated by flux from a moving magnetic scale | |
JPH0254116A (ja) | エンコーダ | |
JPH0136565B2 (ja) | ||
JP2624977B2 (ja) | 光利用磁界計測方式 | |
JPH0287015A (ja) | エンコーダ | |
SU901951A1 (ru) | Устройство дл измерени параметров магнитного пол | |
SU1010454A1 (ru) | Устройство дл измерени дробной части интерференционной полосы | |
JPS60158354A (ja) | 空間フイルタ応用速度センサ | |
JPS6182112A (ja) | 測長器 | |
SU665205A1 (ru) | Датчик линейных перемещений | |
NL7908706A (nl) | Inrichting voor het draagfrequent aftasten en inter- poleren. | |
SU1709234A1 (ru) | Цифровой фазометр | |
JPS59180462A (ja) | 静電容量型エンコ−ダ | |
RU2039362C1 (ru) | Устройство для измерения сдвига фаз сигналов с известным отношением их амплитуд |